專利名稱：極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物，詳細地說，涉及在一邊將極微量的油劑與壓縮流體一起提供給加工部位一邊對被加工部件進行切削·磨削加工的切削·磨削方法中使用的油劑組合物。
背景技術：
在切削·磨削加工中，通常使用切削·磨削加工用油劑，其目的在于延長用于加工的鉆頭、立銑床、刀具、磨具等工具的壽命，提高被加工物的表面精度，以及由此提高加工效率，從而提高機械加工的生產(chǎn)性。
切削·磨削加工用油劑大致分為兩類，一類是將表面活性劑和潤滑成分稀釋于水中使用的水溶性切削·磨削加工用油劑，另一類是以礦物油為主要成分、直接使用原液的非水溶性切削·磨削加工用油劑。在傳統(tǒng)的切削·磨削加工中，即使使用任一種油劑的情況下，都要將較大量的切削·磨削油劑提供給加工部位。
作為切削·磨削加工用油劑的最基本而且重要的功能，可以舉出潤滑作用和冷卻作用。一般來說，分別是非水溶性切削·磨削加工用油劑的潤滑性能優(yōu)良，水溶性切削·磨削加工用油劑的冷卻性能優(yōu)良。由于非水溶性油劑的冷卻效果比水溶性油劑差，因此，通常需要在1分鐘內(nèi)根據(jù)不同情況供給幾升到幾十升那樣大量的非水溶性油劑。
從另一角度看，可有效提高加工效率的切削·磨削油劑也存在缺點，其代表性的問題是對環(huán)境的影響。不管是非水溶性油劑還是水溶性油劑，在其使用過程中都會緩慢劣化，最終變成不能使用的狀態(tài)。例如，在水溶性油劑的情況下，微生物的滋生使液體穩(wěn)定性降低，發(fā)生成分分離，或者使衛(wèi)生環(huán)境顯著惡化，變得不能使用。另外，在非水溶性油劑的情況下，氧化過程所產(chǎn)生的酸性成分將金屬材料腐蝕，或者粘度發(fā)生顯著變化，變得不能使用。進而，油劑附著切屑等而被耗費，成為廢棄物。
在這種情況下，要將劣化的油劑廢棄，并使用新鮮的油劑。此時，作為廢棄物而被排出的油劑必須經(jīng)過各種處理，以使其對環(huán)境沒有影響。例如，在使作業(yè)效率優(yōu)先而開發(fā)的切削·磨削油劑中，大多使用在焚燒處理時可能會產(chǎn)生有毒二噁英的氯系化合物，因此必須除去這些化合物。為此，開發(fā)出不含氯系化合物的切削·磨削油劑，但即使是不含所說有害成分的切削·磨削油劑，也存在著隨著廢棄物的大量排出而影響環(huán)境的問題。另外，由于水溶性油劑可能會污染周圍水域，因此必須花費高成本來施行高度處理。
為了解決上述的問題，最近正在研究通過向切削·磨削部位吹送冷風代替切削·削油劑進行冷卻，但在這種情況下，不能獲得切削·磨削油劑所要求的另一性能，即潤滑性。
在這種背景下，開發(fā)出一種一邊將約為通常切削·磨削加工中油劑用量的1/100000～1/1000000左右的極微量油劑與壓縮流體(例如壓縮空氣)一起提供給加工物一邊進行切削·磨削的極微量油劑供給方式切削·磨削加工方法。該體系中，利用壓縮空氣獲得冷卻效果，而且由于使用極微量的油劑，可以減少廢棄物的量，從而也可以改善廢棄物大量排出所帶來的對環(huán)境的影響。

發(fā)明內(nèi)容
可是，在采用極微量油劑供給方式的切削·磨削加工過程中，希望即使油劑供給量是極微量的，也能夠獲得良好的表面加工物，而且工具等的磨耗少，高效率地進行切削·磨削加工，因此，要求切削·磨削加工油劑具有更好的性能。另外，從廢棄物處理和作業(yè)環(huán)境的觀點考慮，希望油劑的生物分解性優(yōu)良。
另外，在極微量油劑供給方式中，油劑以油霧的形式供給，因此，在使用穩(wěn)定性差的油劑時，油劑附著到加工機械內(nèi)部、工件、工具、油霧收集器內(nèi)等處，成為發(fā)粘現(xiàn)象的原因，給可操作性帶來障礙，從而使作業(yè)效率降低。因此，在以極微量油劑供給方式使用的油劑的開發(fā)中，希望油劑很難變粘。
但是，即使將以往的切削·磨削加工用油劑原封不動地用于極微量油劑供給方式，也很難平衡良好地滿足上述的全部要求性能，希望開發(fā)出具有優(yōu)良特性的新型的切削·磨削加工用油劑。
本發(fā)明就是鑒于這種實際情況而開發(fā)的，目的在于提供一種在采用極微量油劑供給方式的切削·磨削加工方法中，能夠提高加工效率、延長工具壽命、并提高可操作性的潤滑油劑組合物。
本發(fā)明者們?yōu)檫_到上述的目的而進行了精心的研究，結果發(fā)現(xiàn)，含有酯和硫化合物的油劑組合物具有優(yōu)良的作為極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物的特性，至此完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物中含有酯以及硫化合物和/或磷化合物。
本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工油劑組合物中，優(yōu)選含有從二氫二價碳基聚硫醚、硫化酯、硫化礦物油、二硫代磷酸鋅化合物、二硫代氨基甲酸鋅化合物、二硫代磷酸鉬化合物和二硫代氨基甲酸鉬中選出的至少1種硫化合物。
另外，本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工油劑組合物中，優(yōu)選含有從磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯的胺鹽、氯化磷酸酯、亞磷酸酯和硫代磷酸酯中選出的至少1種磷化合物。
附圖的簡單說明

圖1為示出一例適宜在本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工方法中使用的工作機械的說明圖。
圖2為示出在實施例中用于作為滑動面用油劑特性評價試驗的裝置的說明圖。
發(fā)明的最佳實施方案以下詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案。
本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物，其特征在于，其中含有酯、以及硫化合物和/或磷化合物。
在此，極微量油劑供給式切削·磨削加工是指一邊將約為通常的切削·磨削加工中油劑用量的1/100000～1/1000000左右的極微量油劑與壓縮流體一起提供給切削·磨削部位一邊進行的切削·磨削加工。更具體地說，極微量油劑供給方式是指將即使為通常最大量也僅為1毫升/分鐘以下的微量油劑與壓縮流體(例如壓縮空氣)一起提供給切削·磨削部位的方式。應予說明，除了壓縮空氣以外，還可以單獨使用氮氣、氬氣、氦氣、二氧化碳、水等壓縮流體，或者也可以將這些流體混合使用。
在極微量油劑供給式切削·磨削加工中，將壓縮流體的壓力調(diào)節(jié)至使油劑飛散但不污染周圍環(huán)境、并且使油劑與氣體或者與液體的混合流體足以能夠到達切削·磨削加工部位的壓力。另外，從冷卻性的觀點考慮，壓縮流體的溫度通常被調(diào)節(jié)至室溫(25℃左右)或室溫至-50℃之間。
本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物(以下僅稱為“本發(fā)明的油劑組合物”)中所含有的酯，可以是天然物(通常是動植物等的天然油脂中所含有的成分)，也可以是合成物。本發(fā)明中，從獲得的油劑組合物的穩(wěn)定性和酯成分的均勻性等觀點考慮，優(yōu)選為合成酯。
作為構成酯的醇，可以是一元醇，也可以是多元醇，另外，作為構成酯的酸，可以是一元酸，也可以是多元酸。
作為一元醇，可以使用通常碳原子數(shù)1～24、優(yōu)選1～12、更優(yōu)選1～8的醇，這種醇可以是直鏈的或支鏈的，而且可以是飽和的或不飽和的。作為碳原子數(shù)1～24的醇，具體地可以舉出例如甲醇、乙醇、直鏈狀或支鏈狀的丙醇、直鏈狀或支鏈狀的丁醇、直鏈狀或支鏈狀的戊醇、直鏈狀或支鏈狀的己醇、直鏈狀或支鏈狀的庚醇、直鏈狀或支鏈狀的辛醇、直鏈狀或支鏈狀的壬醇、直鏈狀或支鏈狀的癸醇、直鏈狀或支鏈狀的十一烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十二烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十三烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十四烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十五烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十六烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十七烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十八烷醇、直鏈狀或支鏈狀的十九烷醇、直鏈狀或支鏈狀的二十烷醇、直鏈狀或支鏈狀的二十一烷醇、直鏈狀或支鏈狀的二十三烷醇、直鏈狀或支鏈狀的二十四烷醇、以及它們的混合物等。
作為多元醇，可以使用通常2～10元、優(yōu)選2～6元的醇。作為2～10元的多元醇，具體地可以舉出例如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇(乙二醇的3～15聚物)、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇(丙二醇的3～1 5聚物)、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，2-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2-戊二醇、1，3-戊二醇、1，4-戊二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇等二元醇；甘油、聚甘油(甘油的2～8聚物，例如雙甘油、三甘油、四甘油等)、三羥甲基鏈烷烴(三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷等)以及它們的2～8聚物、季戊四醇以及它們的2～4聚物、1，2，4-丁三醇、1，3，5-戊三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3，4-丁四醇、山梨糖醇、脫水山梨糖醇、山梨糖醇甘油縮合物、阿東糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等多元醇；木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纖維二糖、麥芽糖、異麥芽糖、海藻糖、蔗糖等糖類、以及它們的混合物等。
這些多元醇中，優(yōu)選乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇(乙二醇的3～10聚物)、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇(丙二醇的3～10聚物)、1，3-丙二醇、2-甲基-1，2-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、新戊二醇、甘油、雙甘油、三甘油、三羥甲基鏈烷烴(三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷等)以及它們的2～4聚物、季戊四醇、雙季戊四醇、1，2，4-丁三醇、1，3，5-戊三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3，4-丁四醇、山梨糖醇、脫水山梨糖醇、山梨糖醇甘油縮合物、阿東糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等2～6元的多元醇以及它們的混合物等。更優(yōu)選乙二醇、丙二醇、新戊二醇、甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇、脫水山梨糖醇、以及它們的混合物等。其中，從獲得更高的氧化穩(wěn)定性考慮，最優(yōu)選新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇、以及它們的混合物等。
構成本發(fā)明的酯的醇，如上所述，可以是一元醇，也可以是多元醇，從在切削·磨削加工過程中獲得更優(yōu)良的潤滑性、提高加工物的加工表面精度和增大防止工具尖頭磨損的效果、更容易地獲得傾點低的油劑、進一步提高在冬季和寒冷地區(qū)的可操作性等方面考慮，優(yōu)選為多元醇。
另外，本發(fā)明中，構成所說酯的酸中，作為一元酸，可以使用通常碳原子數(shù)2～24的脂肪酸，該脂肪酸可以是直鏈的或支鏈的，而且可以是飽和的或不飽和的。具體地可以舉出例如醋酸、丙酸、直鏈狀或支鏈狀的丁酸、直鏈狀或支鏈狀的戊酸、直鏈狀或支鏈狀的己酸、直鏈狀或支鏈狀的庚酸、直鏈狀或支鏈狀的辛酸、直鏈狀或支鏈狀的壬酸、直鏈狀或支鏈狀的癸酸、直鏈狀或支鏈狀的十一烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十二烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十三烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十四烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十五烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十六烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十七烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十八烷酸、直鏈狀或支鏈狀的羥基十八烷酸、直鏈狀或支鏈狀的十九烷酸、直鏈狀或支鏈狀的二十烷酸、直鏈狀或支鏈狀的二十一烷酸、直鏈狀或支鏈狀的二十二烷酸、直鏈狀或支鏈狀的二十三烷酸、直鏈狀或支鏈狀的二十四烷酸等飽和脂肪酸、丙烯酸、直鏈狀或支鏈狀的丁烯酸、直鏈狀或支鏈狀的戊烯酸、直鏈狀或支鏈狀的己烯酸、直鏈狀或支鏈狀的庚烯酸、直鏈狀或支鏈狀的辛烯酸、直鏈狀或支鏈狀的壬烯酸、直鏈狀或支鏈狀的癸烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十一碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十二碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十三碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十四碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十五碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十六碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十七碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十八碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的羥基十八碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的十九碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的二十碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的二十一碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的二十二碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的二十三碳烯酸、直鏈狀或支鏈狀的二十四碳烯酸等不飽和脂肪酸、以及它們的混合物等。其中，從可以在切削和磨削加工過程中獲得更優(yōu)良的潤滑性、提高加工物的加工表面精度和增大防止工具尖磨耗的效果的方面考慮，優(yōu)選碳原子數(shù)3～20的飽和脂肪酸、碳原子數(shù)3～22的不飽和脂肪酸以及它們的混合物，更優(yōu)選碳原子數(shù)4～18的飽和脂肪酸、碳原子數(shù)4～18的不飽和脂肪酸以及它們的混合物，進一步優(yōu)選碳原子數(shù)4～18的不飽和脂肪酸，從發(fā)粘防止性的觀點考慮，進一步優(yōu)選碳原子數(shù)4～18的飽和脂肪酸。
作為多元酸，可以舉出碳原子數(shù)2～16的二元酸和偏苯三酸等。作為碳原子數(shù)2～16的二元酸，可以是直鏈的或支鏈的，而且可以是飽和的或不飽和的。具體地可以舉出例如乙二酸、丙二酸、直鏈狀或支鏈狀的丁二酸、直鏈狀或支鏈狀的戊二酸、直鏈狀或支鏈狀的己二酸、直鏈狀或支鏈狀的庚二酸、直鏈狀或支鏈狀的辛二酸、直鏈狀或支鏈狀的壬二酸、直鏈狀或支鏈狀的癸二酸、直鏈狀或支鏈狀的十一烷二酸、直鏈狀或支鏈狀的十二烷二酸、直鏈狀或支鏈狀的十三烷二酸、直鏈狀或支鏈狀的十四烷二酸、直鏈狀或支鏈狀的十七烷二酸、直鏈狀或支鏈狀的十六烷二酸、直鏈狀或支鏈狀的己烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的庚烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的辛烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的壬烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的癸烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的十一碳烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的十二碳烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的十三碳烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的十四碳烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的十七碳烯二酸、直鏈狀或支鏈狀的十六碳烯二酸以及它們的混合物等。
本發(fā)明中，作為構成酯的酸，如上所述，可以是一元酸或多元酸，使用一元酸時，容易獲得有助于提高粘度指數(shù)、提高霧化性和發(fā)粘防止性的酯，故優(yōu)選。
本發(fā)明中，形成酯的醇與酸的組合是任意的，沒有特別的限定，作為本發(fā)明中可以使用的酯，可以舉出例如下述的酯。
①一元醇與一元酸形成的酯②多元醇與一元酸形成的酯③一元醇與多元酸形成的酯
④多元醇與多元酸形成的酯⑤一元醇和多元醇的混合物與多元酸形成的混合酯⑥多元醇與一元酸和多元酸的混合物形成的混合酯⑦一元醇和多元醇的混合物與一元酸和多元酸的混合物形成的混合酯。
其中，從在切削和磨削加工過程中獲得更優(yōu)良的潤滑性、提高加工物的加工表面精度和增大防止工具尖磨耗的效果、更容易獲得傾點低的油劑、進一步提高在冬季和寒冷地區(qū)的可操作性、更容易獲得粘度指數(shù)高的油劑、霧化性更好等的方面考慮，優(yōu)選為②多元醇與一元酸形成的酯。
另外，作為本發(fā)明中使用的來自天然物的酯，可以舉出棕櫚油、棕櫚仁油、菜子油、豆油、葵花子油、以及通過品種改良或基因重組操作等來增加構成甘油酯的脂肪酸中油酸含量的高油酸菜子油、高油酸葵花子油等植物油、豬油等動物油等的天然油脂。
本發(fā)明中，在醇成分使用多元醇的情況，得到的酯可以是多元醇中的羥基全部被酯化的完全酯，也可以是羥基的一部分未被酯化而以羥基的形式殘留的部分酯。在酸成分使用多元酸的情況，得到的有機酸酯可以是多元酸中的羧基全部被酯化的完全酯，也可以是羧基的一部分未被酯化而以羧基的形式殘留的部分酯。
本發(fā)明中所說酯的碘值優(yōu)選為0～80，更優(yōu)選為0～60，進一步優(yōu)選為0～40，更進一步優(yōu)選為0～20，最優(yōu)選為0～10。另外，本發(fā)明中所說酯的溴值優(yōu)選為0～50gBr2/100g，更優(yōu)選為0～30gBr2/100g，進一步優(yōu)選為0～20gBr2/100g，最優(yōu)選為0～10gBr2/100g。如果酯的碘值和溴值分別處于上述范圍內(nèi)，則獲得的油劑組合物的發(fā)粘防止性可進一步提高。
應予說明，此處所說的碘值是指采用JIS K 0070“化學產(chǎn)品的酸值、皂化值、酯值、碘值、羥值和未皂化物的測定方法”的指示劑滴定法測定的值。而溴值是指采用JIS K 2605“化學產(chǎn)品-溴值試驗方法-電滴定法”測定的值。
另外，為了使本發(fā)明的油劑組合物獲得更良好的潤滑性，酯的羥值優(yōu)選為0.01～300mgKOH/g，皂化值優(yōu)選為100～500mgKOH/g。本發(fā)明中，為了獲得更高的潤滑性，酯的羥值的上限值更優(yōu)選為200mgKOH/g，最優(yōu)選為150mgKOH/g，下限值更優(yōu)選為0.1mgKOH/g，進一步優(yōu)選為0.5mgKOH/g，更進一步優(yōu)選為1mgKOH/g，更加進一步優(yōu)選為3mgKOH/g，最優(yōu)選為5mgKOH/g。另外，酯的皂化值的上限值更優(yōu)選為400mgKOH/g，下限值更優(yōu)選為200mgKOH/g。
應予說明此處所說的羥值是指采用JIS K 0070“化學產(chǎn)品的酸值、皂化值、酯值、碘值、羥值和未皂化物的測定方法”的指示劑滴定法測定的值。另外，皂化值是指采用JIS K 2503“航空潤滑油試驗方法”的指示劑滴定法測定的值。
本發(fā)明中所說酯的運動粘度沒有特別的限定，從容易提供給加工部位的觀點考慮，40℃下的運動粘度的上限值優(yōu)選為200mm2/s，更優(yōu)選為100mm2/s，進一步優(yōu)選為75mm2/s，最優(yōu)選為50mm2/s。另外，其下限值優(yōu)選為1mm2/s，更優(yōu)選為3mm2/s，最優(yōu)選為5mm2/s。
本發(fā)明中所說酯的傾點和粘度指數(shù)沒有特別的限定，傾點優(yōu)選為-10℃以下，更優(yōu)選為-20℃以下。粘度指數(shù)希望為100以上、200以下。
本發(fā)明中，在上述酯中配合硫化合物和/或磷化合物。
應予說明，過去認為，在以酯為基礎油的潤滑油劑中，當硫化合物或磷化合物的配合量不在所規(guī)定量以上時，就達不到其添加效果，另一方面，由于認為當切削·磨削加工用油劑中大量含有硫化合物或磷化合物時會顯著降低工具的壽命，因此認為在以酯為基礎油的切削·磨削加工用油劑中不能添加硫化合物或磷化合物。
但是，與以往的一般觀點相反，本發(fā)明的油劑中，即使在酯中配合硫化合物、進而配合磷化合物，也可以減小工具壽命的縮短、且進一步可以提高其切削性能和摩擦特性。
作為本發(fā)明中所說的硫化合物，只要不損害作為切削·磨削加工用油劑的特性，就沒有特別的限定，優(yōu)選使用二氫二價碳基聚硫醚、硫化酯、硫化礦物油、二硫代磷酸鋅化合物、二硫代氨基甲酸鋅化合物、二硫代磷酸鉬化合物和二硫代氨基甲酸鉬。
二氫二價碳基聚硫醚是一般被稱為聚硫醚或硫化烯烴的硫系化合物，具體地是由下述通式(1)表示的化合物R10-Sx-R11(1)[式(1)中，R10和R11可以相同或不同，分別表示碳原子數(shù)3～20的直鏈狀或支鏈狀的烷基、碳原子數(shù)6～20的芳基、碳原子數(shù)6～20的烷基芳基或碳原子數(shù)6～20的芳基烷基，x表示2～6、優(yōu)選2～5的整數(shù)]。作為上述通式(1)中的R10和R11，具體地可以舉出正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、直鏈或支鏈戊基、直鏈或支鏈己基、直鏈或支鏈庚基、直鏈或支鏈辛基、直鏈或支鏈壬基、直鏈或支鏈癸基、直鏈或支鏈十一烷基、直鏈或支鏈十二烷基、直鏈或支鏈十三烷基、直鏈或支鏈十四烷基、直鏈或支鏈十五烷基、直鏈或支鏈十六烷基、直鏈或支鏈十七烷基、直鏈或支鏈十八烷基、直鏈或支鏈十九烷基、直鏈或支鏈二十烷基等直鏈狀或支鏈狀的烷基；苯基、萘基等芳基；甲苯基(包括全部的結構異構體)、乙基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈丙基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈丁基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈戊基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈己基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈庚基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈辛基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈壬基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈癸基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈十一烷基苯基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈十二烷基苯基(包括全部的結構異構體)、二甲苯基(包括全部的結構異構體)、乙基甲基苯基(包括全部的結構異構體)、二乙基苯基(包括全部的結構異構體)、二(直鏈或支鏈)丙基苯基(包括全部的結構異構體)、二(直鏈或支鏈)丁基苯基(包括全部的結構異構體)、甲基萘基(包括全部的結構異構體)、乙基萘基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈丙基萘基(包括全部的結構異構體)、直鏈或支鏈丁基萘基(包括全部的結構異構體)、二甲基萘基(包括全部的結構異構體)、乙基甲基萘基(包括全部的結構異構體)、二乙基萘基(包括全部的結構異構體)、二(直鏈或支鏈)丙基萘基(包括全部的結構異構體)、二(直鏈或支鏈)丁基萘基(包括全部的結構異構體)等烷基芳基；芐基、苯基乙基(包括全部的異構體)、苯基丙基(包括全部的異構體)等芳基烷基；等等。其中，作為通式(6)中的R9和R10，優(yōu)選為由丙烯、1-丁烯或異丁烯衍生的碳原子數(shù)3～18的烷基、或碳原子數(shù)6～8的芳基、烷基芳基或者芳基烷基，作為這些基團，可以舉出例如異丙基、由丙烯二聚物衍生的支鏈狀己基(包括全部的支鏈狀異構體)、由丙烯三聚物衍生的支鏈狀壬基(包括全部的支鏈狀異構體)、由丙烯四聚物衍生的支鏈狀十二烷基(包括全部的支鏈狀異構體)、由丙烯五聚物衍生的支鏈狀十五烷基(包括全部的支鏈狀異構體)、由丙烯六聚物衍生的支鏈狀十八烷基(包括全部的支鏈狀異構體)、仲丁基、叔丁基、由1-丁烯二聚物衍生的支鏈狀辛基(包括全部的支鏈狀異構體)、由異丁烯二聚物衍生的支鏈狀辛基(包括全部的支鏈狀異構體)、由1-丁烯三聚物衍生的支鏈狀十二烷基(包括全部的支鏈狀異構體)、由異丁烯三聚物衍生的支鏈狀十二烷基(包括全部的支鏈狀異構體)、由1-丁烯四聚物衍生的支鏈狀十六烷基(包括全部的支鏈狀異構體)、由異丁烯四聚物衍生的支鏈狀十六烷基(包括全部的支鏈狀異構體)等烷基；苯基、甲苯基(包括全部的結構異構體)、乙基苯基(包括全部的結構異構體)、二甲苯基(包括全部的結構異構體)等烷基芳基；芐基、苯基乙基(包括全部的異構體)等芳基烷基。
進而，作為上述通式(1)中的R10和R11，從其切削性能的觀點考慮，另外，更優(yōu)選為由乙烯或丙烯衍生的碳原子數(shù)3～18的支鏈狀烷基，特別優(yōu)選為由乙烯或丙烯衍生的碳原子數(shù)6～15的支鏈狀烷基。
作為硫化酯，具體地可以舉出采用任意的方法將下述油脂硫化而獲得的酯。所說油脂包括例如牛脂、豬脂、魚脂、菜子油、豆油等動植物油脂；使不飽和脂肪酸(包括油酸、亞油酸或從上述動植物油脂中萃取出來的脂肪酸類等)與各種醇反應得到的不飽和脂肪酸酯；以及它們的混合物等。
硫化礦物油是指使單體硫磺溶解于礦物油中而形成的油。此處，作為本發(fā)明所說的用于硫化礦物油的礦物油沒有特別的限制，具體地可以舉出將原油常壓蒸餾和減壓蒸餾得到的潤滑油餾分經(jīng)過適宜組合的溶劑脫瀝青、溶劑萃取、加氫裂化、溶劑脫蠟、催化脫蠟、加氫精制、硫酸洗滌、白土處理等精制處理而得到的鏈烷烴系、環(huán)烷烴系等的油。另外，作為單體硫磺，可以使用塊狀、粉末狀、熔融液體狀等任一種形態(tài)的硫磺，如果使用粉末狀或熔融液體狀的單體硫磺，則可以高效率地溶解到基礎油中，故優(yōu)選。應予說明，由于熔融液態(tài)的單體硫磺是液體相互混合，具有能夠在非常短的時間內(nèi)進行溶解作業(yè)的優(yōu)點，但由于必須在單體硫磺的熔點以上進行操作，就需要加熱設備等特別的裝置，而且由于在高溫環(huán)境下進行操作，伴隨有危險操作未必容易進行。與此相反，粉末狀的單體硫磺不僅廉價，易操作，而且溶解所需要的時間很短，因此是特別優(yōu)選的。另外，本發(fā)明所說的硫化礦物油中的硫磺含量沒有特別的限制，通常，以硫化礦物油總量為基準，優(yōu)選為0.05～1.0質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.1～0.5質(zhì)量％。
二硫代磷酸鋅化合物、二硫代氨基甲酸鋅化合物、二硫代磷酸鉬化合物和二硫代氨基甲酸鉬化合物是指分別以下述通式(2)～(5)表示的化合物
[上述式(2)～(5)中，R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26和R27可以相同或不同，分別表示碳原子數(shù)1以上的烴基，X表示氧原子或硫原子]。
此處，如果舉出R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26和R27所表示的烴基的具體例，可以舉出甲基、乙基、丙基(包括全部的支鏈異構體)、丁基(包括全部的支鏈異構體)、戊基(包括全部的支鏈異構體)、己基(包括全部的支鏈異構體)、庚基(包括全部的支鏈異構體)、辛基(包括全部的支鏈異構體)、壬基(包括全部的支鏈異構體)、癸基(包括全部的支鏈異構體)、十一烷基(包括全部的支鏈異構體)、十二烷基(包括全部的支鏈異構體)、十三烷基(包括全部的支鏈異構體)、十四烷基(包括全部的支鏈異構體)、十五烷基(包括全部的支鏈異構體)、十六烷基(包括全部的支鏈異構體)、十七烷基(包括全部的支鏈異構體)、十八烷基(包括全部的支鏈異構體)、十九烷基(包括全部的支鏈異構體)、二十烷基(包括全部的支鏈異構體)、二十一烷基(包括全部的支鏈異構體)、二十二烷基(包括全部的支鏈異構體)、二十三烷基(包括全部的支鏈異構體)、二十四烷基(包括全部的支鏈異構體)等烷基；環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基等環(huán)烷基；甲基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、乙基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、二甲基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、丙基環(huán)戊基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基乙基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、三甲基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、丁基環(huán)戊基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基丙基環(huán)戊基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、二乙基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、二甲基乙基環(huán)戊基(包括全部的取代異構體)、甲基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、乙基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、二甲基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、丙基環(huán)己基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基乙基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、三甲基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、丁基環(huán)己基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基丙基環(huán)己基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、二乙基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、二甲基乙基環(huán)己基(包括全部的取代異構體)、甲基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)、乙基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)、二甲基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)、丙基環(huán)庚基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基乙基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)、三甲基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)、丁基環(huán)庚基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基丙基環(huán)庚基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、二乙基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)、二甲基乙基環(huán)庚基(包括全部的取代異構體)等烷基環(huán)烷基；苯基、萘基等芳基；甲苯基(包括全部的取代異構體)、二甲苯基(包括全部的取代異構體)、乙基苯基(包括全部的取代異構體)、丙基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基乙基苯基(包括全部的取代異構體)、三甲基苯基(包括全部的取代異構體)、丁基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、甲基丙基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、二乙基苯基(包括全部的取代異構體)、二甲基乙基苯基(包括全部的取代異構體)、戊基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、己基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、庚基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、辛基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、壬基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、癸基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十一烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十二烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十三烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十四烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十五烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十六烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十七烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)、十八烷基苯基(包括全部的支鏈異構體、取代異構體)等烷基芳基；芐基、苯乙基、苯基丙基(包括全部的支鏈異構體)、苯基丁基(包括全部的支鏈異構體)等芳基烷基等。
本發(fā)明中，上述硫化合物中，如果使用從二氫二價碳基聚硫醚和硫化酯中選出的至少1種，則可以獲得更高的切削性能和摩擦特性，因此是優(yōu)選的。
另外，作為本發(fā)明中所說的磷化合物，具體地可以舉出例如磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯的胺鹽、氯化磷酸酯、亞磷酸酯和硫代磷酸酯等。這些磷化合物可以舉出由磷酸、亞磷酸或硫代磷酸與鏈烷醇、聚醚型醇形成的酯或其衍生物。更具體地，作為磷酸酯，可以舉出三丁基磷酸酯、三戊基磷酸酯、三己基磷酸酯、三庚基磷酸酯、三辛基磷酸酯、三壬基磷酸酯、三癸基磷酸酯、三(十一烷基)磷酸酯、三(十二烷基)磷酸酯、三(十三烷基)磷酸酯、三(十四烷基)磷酸酯、三(十五烷基)磷酸酯、三(十六烷基)磷酸酯、三(十七烷基)磷酸酯、三(十八烷基)磷酸酯、三油烯基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三羥甲苯基磷酸酯、三(二甲苯基)磷酸酯、羥甲苯基二苯基磷酸酯、 (二甲苯基)二苯基磷酸酯等；作為酸性磷酸酯，可以舉出單丁基酸性磷酸酯、單戊基酸性磷酸酯、單己基酸性磷酸酯、單庚基酸性磷酸酯、單辛基酸性磷酸酯、單壬基酸性磷酸酯、單癸基酸性磷酸酯、單十一烷基酸性磷酸酯、單十二烷基酸性磷酸酯、單十三烷基酸性磷酸酯、單十四烷基酸性磷酸酯、單十五烷基酸性磷酸酯、單十六烷基酸性磷酸酯、單十七烷基酸性磷酸酯、單十八烷基酸性磷酸酯、單油烯基酸性磷酸酯、二丁基酸性磷酸酯、二戊基酸性磷酸酯、二己基酸性磷酸酯、二庚基酸性磷酸酯、二辛基酸性磷酸酯、二壬基酸性磷酸酯、二癸基酸性磷酸酯、二(十一烷基)酸性磷酸酯、二(十二烷基)酸性磷酸酯、二(十三烷基)酸性磷酸酯、二(十四烷基)酸性磷酸酯、二(十五烷基)酸性磷酸酯、二(十六烷基)酸性磷酸酯、二(十七烷基)酸性磷酸酯、二(十八烷基)酸性磷酸酯、二油烯基酸性磷酸酯等；作為酸性磷酸酯的胺鹽，可以舉出上述酸性磷酸酯的與甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺等胺的鹽等；作為氯化磷酸酯，可以舉出三·二氯丙基磷酸酯、三·氯乙基磷酸酯、三·氯苯基磷酸酯、聚氧亞烷基·二[二(氯烷基)]磷酸酯等；作為亞磷酸酯，可以舉出二丁基亞磷酸酯、二戊基亞磷酸酯、二己基亞磷酸酯、二庚基亞磷酸酯、二辛基亞磷酸酯、二壬基亞磷酸酯、二癸基亞磷酸酯、二(十一烷基)亞磷酸酯、二(十二烷基)亞磷酸酯、二油烯基亞磷酸酯、二苯基亞磷酸酯、二羥甲苯基亞磷酸酯、三丁基亞磷酸酯、三戊基亞磷酸酯、三己基亞磷酸酯、三庚基亞磷酸酯、三辛基亞磷酸酯、三壬基亞磷酸酯、三癸基亞磷酸酯、三(十一烷基)亞磷酸酯、三(十二烷基)亞磷酸酯、三油烯基亞磷酸酯、三苯基亞磷酸酯、三羥甲苯基亞磷酸酯等；作為硫代磷酸酯，可以舉出三丁基硫代磷酸酯、三戊基硫代磷酸酯、三己基硫代磷酸酯、三庚基硫代磷酸酯、三辛基硫代磷酸酯、三壬基硫代磷酸酯、三癸基硫代磷酸酯、三(十一烷基)硫代磷酸酯、三(十二烷基)硫代磷酸酯、三(十三烷基)硫代磷酸酯、三(十四烷基)硫代磷酸酯、三(十五烷基)硫代磷酸酯、三(十六烷基)硫代磷酸酯、三(十七烷基)硫代磷酸酯、三(十八烷基)硫代磷酸酯、三油烯基硫代磷酸酯、三苯基硫代磷酸酯、三羥甲苯基硫代磷酸酯、三(二甲苯基)硫代磷酸酯、羥甲苯基二苯基硫代磷酸酯、(二甲苯基)二苯基硫代磷酸酯、三(正丙基苯基)硫代磷酸酯、三(異丙基苯基)硫代磷酸酯、三(正丁基苯基)硫代磷酸酯、三(異丁基苯基)硫代磷酸酯、三(仲丁基苯基)硫代磷酸酯、三(叔丁基苯基)硫代磷酸酯等。另外，也可以使用它們2種以上的混合物。
本發(fā)明中，上述磷化合物中，從獲得更高的切削性能和摩擦特性的觀點考慮，優(yōu)選磷酸酯、酸性磷酸酯、亞磷酸酯，更優(yōu)選三芳基磷酸酯、二烷基酸性磷酸酯、二烷基亞磷酸酯。
另外，本發(fā)明的油劑組合物可以只含有硫化合物或磷化合物中的一種，也可以含有硫化合物和磷化合物二者。但從進一步提高切削性能和摩擦特性的觀點考慮，優(yōu)選含有硫化合物和磷化合物二者。
本發(fā)明的油劑組合物可以只由酯、以及硫化合物或磷化合物中的一種或兩種構成(即酯與硫化合物和/或磷化合物的合計配合量為100質(zhì)量％)，也可以根據(jù)需要配合其他的基礎油和添加劑。但是，從更容易利用細菌等微生物分解油劑成分、維持周邊環(huán)境的生物分解性考慮，酯的含量優(yōu)選為油劑總量基準的10質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為20質(zhì)量％以上，進一步優(yōu)選為30質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為50質(zhì)量％以上。
另外，硫化合物的配合量，從提高切削性能和摩擦特性的效果考慮，其含量優(yōu)選為組合物總量基準(基礎油與全部配合添加劑的合計量基準)的0.01質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以上。另外，從工具壽命的觀點考慮，優(yōu)選為10質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為5質(zhì)量％以下。
進而，磷化合物的配合量，從提高切削性能和摩擦特性的效果考慮，其含量優(yōu)選為組合物總量基準(基礎油與全部配合添加劑的合計量基準)的0.001質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.005質(zhì)量％以上，進一步優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上。另外，從工具壽命的觀點考慮，優(yōu)選為5質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為3質(zhì)量％以下。
本發(fā)明的油劑組合物中含有上述的酯以及硫化合物和/或磷化合物，但也可以在不使其性能顯著降低的范圍內(nèi)使用用作潤滑油劑的以往公知的其他基礎油。
作為除了本發(fā)明的油劑中所含有的酯以外的基礎油，可以是礦物油或合成油。作為礦物油，可以舉出例如將原油常壓蒸餾和減壓蒸餾得到的潤滑油餾分經(jīng)過適宜組合的溶劑脫瀝青、溶劑萃取、加氫裂化、溶劑脫蠟、催化脫蠟、加氫精制、硫酸洗滌、白土處理等精制處理而得到的鏈烷烴系、環(huán)烷烴系等的油。作為合成油，可以使用例如聚-α-烯烴(聚丁烯、1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物等)、烷基苯、烷基萘、聚氧亞烷基二醇、聚苯醚等。在使用這些基礎油的情況下，其配合量沒有特別的限定，優(yōu)選為組合物總量基準的90質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為70質(zhì)量％以下，最優(yōu)選為50質(zhì)量％以下。本發(fā)明中，從生物分解性的觀點考慮，優(yōu)選僅以具有上述特性的酯成分(100質(zhì)量％)構成基礎油。
本發(fā)明的油劑組合物中，優(yōu)選含有抗氧化劑。通過添加抗氧化劑，可以抑制由于油劑變質(zhì)所造成的發(fā)粘。作為可以使用的抗氧化劑，包括那些作為潤滑劑使用的或者作為食品添加物使用的物質(zhì)，可以舉出例如2，6-二叔丁基-p-甲酚(DBPC)、4，4’-亞甲基二(2，6-二叔丁基苯酚)、4，4’-二(2，6-二叔丁基苯酚)、4，4’-硫代二(6-叔丁基-o-甲酚)、抗壞血酸(維生素C)、抗壞血酸的脂肪酸酯、生育酚(維生素E)、3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲醚、2-叔丁基-4-羥基苯甲醚、3-叔丁基-4-羥基苯甲醚、1，2-二氫-6-乙氧基-2，2，4-三甲基喹啉(促長啉)、2-(1，1-二甲基)-1，4-苯二醇(TBHQ)、2，4，5-三羥基丁酰苯(THBP)。
這些抗氧化劑中，優(yōu)選抗壞血酸(維生素C)、抗壞血酸的脂肪酸酯、生育酚(維生素E)、2，6-二叔丁基-p-甲酚(DBPC)、3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲醚、2-叔丁基-4-羥基苯甲醚、3-叔丁基-4-羥基苯甲醚、1，2-二氫-6-乙氧基-2，2，4-三甲基喹啉(促長啉)、2-(1，1-二甲基)-1，4-苯二醇(TBHQ)、或2，4，5-三羥基丁酰苯(THBP)，更優(yōu)選抗壞血酸(維生素C)、抗壞血酸的脂肪酸酯、生育酚(維生素E)、2，6-二叔丁基-p-甲酚(DBPC)或3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲醚。
抗氧化劑的含量沒有特別的限制，但為了維持良好的氧化穩(wěn)定性，其含量優(yōu)選為組合物總量基準的0.01質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上。另一方面，即使添加更多的量，也不能使效果進一步提高，因此，其含量優(yōu)選為10質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為5質(zhì)量％以下，最優(yōu)選為3質(zhì)量％以下。
本發(fā)明的油劑組合物中，從提高切削性能等潤滑性的觀點考慮，優(yōu)選含有油性劑。
作為油性劑，可以舉出(A)醇、(B)羧酸、(C)不飽和羧酸的硫化物、(D)下述通式(6)表示的化合物 [通式(6)中，R1為碳原子數(shù)1～30的烴基，m1表示1～6的整數(shù)，n1表示0～5的整數(shù)]、(E)下述通式(7)表示的化合物 [通式(7)中，R2為碳原子數(shù)1～30的烴基，m2表示1～6的整數(shù)，n2表示0～5的整數(shù)]、(F)聚氧亞烷基化合物、以及(G)酯等。以下對于這些油性劑進行說明。
(A)醇可以是一元醇或多元醇。從獲得更高的潤滑性能、獲得優(yōu)良的加工性的觀點考慮，優(yōu)選碳原子數(shù)1～40的一元醇，更優(yōu)選碳原子數(shù)1～25的醇，最優(yōu)選碳原子數(shù)8～18的醇。具體地可以舉出上述構成基礎油的酯的醇的例子。這些醇可以是直鏈狀的也可以具有支鏈，而且可以是飽和的或不飽和的，但從發(fā)粘防止性的觀點考慮，優(yōu)選為飽和的。
(B)羧酸可以是一元酸或多元酸。從獲得更高的潤滑性能、獲得優(yōu)良的加工性的觀點考慮，優(yōu)選碳原子數(shù)1～40的一元羧酸，更優(yōu)選碳原子數(shù)5～25的羧酸，最優(yōu)選碳原子數(shù)5～20的羧酸。具體地可以舉出上述構成基礎油的酯的羧酸的例子。這些羧酸可以是直鏈狀的也可以具有支鏈，而且可以是飽和的或不飽和的，但從發(fā)粘防止性的觀點考慮，優(yōu)選為飽和羧酸。
作為(C)不飽和羧酸的硫化物，可以舉出例如，上述(B)的羧酸中的不飽和羧酸的硫化物。具體地可以舉出例如油酸的硫化物。
(D)上述通式(6)所示的化合物中，作為R1表示的碳原子數(shù)1～30的烴基的例子，可以舉出例如碳原子數(shù)1～30的直鏈或支鏈烷基、碳原子數(shù)5～7的環(huán)烷基、碳原子數(shù)6～30的烷基環(huán)烷基、碳原子數(shù)2～30的直鏈或支鏈鏈烯基、碳原子數(shù)6～10的芳基、碳原子數(shù)7～30的烷基芳基、以及碳原子數(shù)7～30的芳基烷基。其中，優(yōu)選為碳原子數(shù)1～30的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選為碳原子數(shù)1～20的直鏈或支鏈烷基，進一步優(yōu)選為碳原子數(shù)1～10的直鏈或支鏈烷基，最優(yōu)選為碳原子數(shù)1～4的直鏈或支鏈烷基。作為碳原子數(shù)1～4的直鏈或支鏈烷基的例子，可以舉出甲基、乙基、直鏈或支鏈的丙基和直鏈或支鏈的丁基。
羥基的取代位置是任意的，但在具有2個以上羥基的情況下，優(yōu)選在相鄰的碳原子上進行取代。m1優(yōu)選為1～3的整數(shù)，更優(yōu)選為2。n1優(yōu)選為0～3的整數(shù)，更優(yōu)選為1或2。作為通式(6)表示的化合物的例子，可以舉出對叔丁基鄰苯二酚。
(E)上述通式(7)所示的化合物中，作為R2表示的碳原子數(shù)1～30的烴基的例子，可以舉出與上述通式(6)中的R1所表示的碳原子數(shù)1～30的烴基例子相同的基團，而且優(yōu)選的例子也相同。羥基的取代位置是任意的，但在具有2個以上羥基的情況下，優(yōu)選在相鄰的碳原子上進行取代。m2優(yōu)選為1～3的整數(shù)，更優(yōu)選為2。n2優(yōu)選為0～3的整數(shù)，更優(yōu)選為1或2。作為通式(2)表示的化合物的例子，可以舉出2，2-二羥基萘、2，3-二羥基萘。
作為(F)聚氧亞烷基化合物，可以舉出例如下述通式(8)或(9)表示的化合物。
R3O-(R4O)m3-R5(8)(通式(8)中，R3和R5各自獨立地表示氫原子或碳原子數(shù)1～30的烴基，R4表示碳原子數(shù)2～4的亞烷基，m3表示使數(shù)均分子量達到100～3500的整數(shù)。)
A-[(R6O)n4-R7]m4(9)[通式(9)中，A表示將具有3～10個羥基的多元醇中的羥基氫原子的一部分或全部去掉而形成的殘基，R6表示碳原子數(shù)2～4的亞烷基，R7表示氫原子或碳原子數(shù)1～30的烴基，n4表示使數(shù)均分子量達到100～3500的整數(shù)，m4表示與從A的羥基中所去掉氫原子的個數(shù)相同的數(shù)。]上述通式(8)中，R3和R5中的至少一個優(yōu)選為氫原子。作為R3和R5表示的碳原子數(shù)1～30的烴基，可以舉出例如與上述通式(6)中的R1所表示的碳原子數(shù)1～30的烴基例子相同的基團，而且優(yōu)選的例子也相同。作為R4所表示的碳原子數(shù)2～4的亞烷基，具體地可以舉出例如亞乙基、亞丙基(甲基亞乙基)、亞丁基(乙基亞乙基)。m3優(yōu)選為使數(shù)均分子量達到300～2000的整數(shù)，更優(yōu)選為使數(shù)均分子量達到500～1500的整數(shù)。
另外，上述通式(9)中，作為構成A的具有3～10個羥基的多元醇的具體例，可以舉出甘油、聚甘油(甘油的2～4聚物，例如雙甘油、三甘油、四甘油)、三羥甲基鏈烷烴(三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷)以及它們的2～4聚物、季戊四醇、雙季戊四醇、1，2，4-丁三醇、1，3，5-戊三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3，4-丁四醇、山梨糖醇、脫水山梨糖醇、山梨糖醇甘油縮合物、阿東糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、塔羅糖醇、衛(wèi)矛醇、蒜糖醇等多元醇；木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纖維二糖、麥芽糖、異麥芽糖、海藻糖、以及蔗糖等糖類。其中優(yōu)選甘油、聚甘油、三羥甲基鏈烷烴、以及它們的2～4聚物、季戊四醇、雙季戊四醇、山梨糖醇、或脫水山梨糖醇。
作為R6表示的碳原子數(shù)2～4的亞烷基的例子，可以舉出與上述通式(8)中的R4所表示的碳原子數(shù)2～4的亞烷基例子相同的基團。另外，作為R7表示的碳原子數(shù)1～30的烴基的例子，可以舉出與上述通式(1)中的R1所表示的碳原子數(shù)1～30的烴基例子相同的基團，而且優(yōu)選的例子也相同。m4個R7中，優(yōu)選至少有一個為氫原子，更優(yōu)選全部為氫原子。n4優(yōu)選為使數(shù)均分子量達到300～2000的整數(shù)，更優(yōu)選為使數(shù)均分子量達到500～1500的整數(shù)。
作為(G)酯，構成它的醇可以是一元醇或多元醇，而且構成它的羧酸可以是一元酸或多元酸。
作為構成酯的一元醇和多元醇的例子，可以舉出與在作為基礎油的酯的說明中所舉出的一元醇和多元醇相同的醇。更優(yōu)選的醇也相同。另外，構成酯的一元酸和多元酸的例子，也可以舉出與在作為上述基礎油的酯的說明中所舉出的一元酸和多元酸相同的酸。更優(yōu)選的酸也相同。
另外，作為醇與酸的組合，可以是任意的組合，沒有特別的限定，可以舉出例如下述的組合。
①一元醇與一元酸形成的酯②多元醇與一元酸形成的酯③一元醇與多元酸形成的酯④多元醇與多元酸形成的酯⑤一元醇和多元醇的混合物與多元酸形成的混合酯⑥多元醇與一元酸和多元酸的混合物形成的混合酯⑦一元醇和多元醇的混合物與一元酸和多元酸的混合物形成的混合酯。
應予說明，在醇成分使用多元醇的情況，得到的酯可以是多元醇中的羥基全部被酯化的完全酯，也可以是羥基的一部分未被酯化而以羥基的形式殘留的部分酯。另外，在羧酸成分使用多元酸的情況，得到的酯可以是多元酸中的羧基全部被酯化的完全酯，也可以是羧基的一部分未被酯化而以羧基的形式殘留的部分酯。
作為油性劑的酯的合計碳原子數(shù)沒有特別的限定，為了獲得提高潤滑性和加工性的效果，優(yōu)選合計碳原子數(shù)在7以上的酯，更優(yōu)選在9以上的酯，最優(yōu)選在11以上的酯。另外，為了不增大銹蝕或腐蝕的發(fā)生，優(yōu)選合計碳原子數(shù)在60以下的酯，更優(yōu)選在45以下的酯，進一步優(yōu)選在26以下的酯，更進一步優(yōu)選在24以下的酯，最優(yōu)選在22以下的酯。
作為油性劑，可以單獨使用從上述各種油性劑中選出的1種，也可以使用其中2種以上的混合物。其中，優(yōu)選為從(A)醇、(B)羧酸中選出的1種或2種以上的混合物。
上述油性劑的含量沒有特別的限制，為了獲得高的切削性等潤滑性，優(yōu)選為組合物總量基準的0.1質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.2質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以上。另外，為了不增大銹蝕或腐蝕的發(fā)生，油性劑的含量的上限值優(yōu)選為30質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為20質(zhì)量％以下，進一步優(yōu)選為10質(zhì)量％以下。
另外，本發(fā)明的油劑組合物中，可以含有除了上述以外的以往公知的添加劑。作為所說添加劑，可以舉出例如除了上述的磷化合物、硫化合物以外的極壓添加劑(包括氯系極壓劑)；二乙二醇單烷基醚等濕潤劑；丙烯酸類聚合物、石蠟、微晶蠟、疏松石蠟、聚烯烴蠟等成膜劑；脂肪酸胺鹽等水置換劑；石墨、氟化石墨、二硫化鉬、氮化硼、聚乙烯粉末等固體潤滑劑；胺、鏈烷醇胺、酰胺、羧酸、羧酸鹽、磺酸鹽、磷酸、磷酸鹽、多元醇的部分酯等防腐蝕劑；苯并三唑、噻二唑等金屬鈍化劑；甲基硅氧烷、氟代硅氧烷、聚丙烯酸酯等消泡劑、鏈烯基琥珀酰亞胺、芐胺、多鏈烯基胺氨基酰胺等無灰分散劑；等等。在將這些公知的添加劑合并使用的情況，其含量沒有特別的限制，這些公知的添加劑的合計含量一般為組合物總量基準的0.1～10質(zhì)量％。
本發(fā)明的油劑組合物的運動粘度沒有特別的限定，從容易提供給加工部位的觀點考慮，40℃下的運動粘度的上限值優(yōu)選為200mm2/s，更優(yōu)選為100mm2/s，進一步優(yōu)選為75mm2/s，最優(yōu)選為50mm2/s。另一方面，其下限值優(yōu)選為1mm2/s，更優(yōu)選為3mm2/s，最優(yōu)選為5mm2/s。
具有上述構成的本發(fā)明的油劑組合物，具有作為極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑的優(yōu)良特性。進而，本發(fā)明的油劑組合物可以用作滑動面用油劑、軸承部分用油劑、油壓機器用油劑、齒輪部分用油劑等的工作機械的加工部位以外的潤滑油劑，從而它在能夠使工作機械節(jié)省空間、節(jié)能方面非常有用。
應予說明，本發(fā)明中所說的滑動面用油劑是指在切削·磨削加工用的工作機械所具有的結構部件中，相接觸的2個平面進行滑動運動的導向機構中所使用的潤滑油劑。例如，在將被加工部件配置到可在機座上移動的工作臺上、使工作臺移動以便使被加工部件向著切削·磨削加工用工具移動的工作機械中，工作臺與機座之間的滑動面使用滑動面用油劑進行潤滑。另外，在將切削·磨削加工用工具固定到可在機座上移動的工作臺上、使該工作臺移動以便使工具向著被加工部件移動的工作機械中，工作臺與機座之間的滑動面使用滑動面用油劑進行潤滑。
這種滑動面用油要求具有在滑動面上的摩擦系數(shù)小、粘滑防止性高等摩擦特性。如果工作機械的工作臺等的滑動面上發(fā)生粘滑，則其摩擦振動被原樣地傳遞給被加工部件，結果就會發(fā)生加工精度降低、或者由于該振動使工具壽命降低等問題。本發(fā)明的油劑組合物能夠充分防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，但從摩擦特性的觀點考慮，優(yōu)選含有硫化合物和磷化合物二者。
另外，對于軸承部分的潤滑，有油劑軸承潤滑和油霧軸承潤滑等潤滑方法，本發(fā)明的油劑組合物在哪一種方法中都可以使用。
油劑軸承潤滑是指將潤滑油以液體的形式提供給軸承部位，以使該部位達到圓滑滑動的潤滑方式，也可以期待利用潤滑油使軸承部位冷卻等效果。作為這種軸承潤滑用的潤滑油劑，要求在軸承滑動部分具有高的潤滑性(耐磨耗性、耐燒結性等)，而且，由于在較高溫部位使用，就要求難以引起熱劣化，即耐熱性優(yōu)良。本發(fā)明的油劑組合物也可以用于這種油劑軸承潤滑。
油霧軸承潤滑是指用油霧發(fā)生裝置使?jié)櫥挽F化，利用空氣等將該霧狀的油提供給軸承部位，以使該部位達到圓滑滑動的潤滑方式，由于在軸承部等的高溫部位可以獲得由空氣等帶來的冷卻效果，因此，在近幾年的工作機械中，采用該潤滑方式的例子很多。作為這種油霧潤滑用的潤滑油劑，要求在軸承滑動部分具有高的潤滑性(耐磨耗性、耐燒結性等)，另外，由于在較高溫部位使用，就要求難以引起熱劣化，即耐熱性優(yōu)良。本發(fā)明的油劑組合物也可以用于這種油霧軸承潤滑。
本發(fā)明的油劑組合物可以充分滿足作為軸承部分的潤滑用的要求，但從獲得更高的潤滑性考慮，優(yōu)選含有硫化合物和磷化合物二者。
油壓機器是用油壓進行機械的動作和控制的，在掌管機械類的動作的油壓控制部分中，使用希望獲得潤滑、密封、冷卻效果的油壓液壓油。由于油壓液壓油是用泵將潤滑油壓縮至高壓，使其產(chǎn)生油壓，從而使機器開動，因此就要求潤滑油具有高的潤滑性(耐磨耗性、耐燒結性等)和高的氧化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性。本發(fā)明的油劑組合物也可以用于這種油壓液壓油。本發(fā)明的油劑組合物在用作油壓液壓油兼用油的情況，為了進一步提高其潤滑性，優(yōu)選含有硫化合物和磷化合物二者。
齒輪部分是利用主要在切齒機等上設置的齒輪進行驅動的部分，為了使該部分達到圓滑的滑動、緩和金屬-金屬間的接觸，就要使用齒輪油。為了向齒輪的滑動面施加高負荷，就要求齒輪油具有高的耐磨耗性、高的燒結性等潤滑性。本發(fā)明的油劑組合物在用作與這種齒輪油的兼用油的情況，也可以發(fā)揮出足夠高的潤滑性(耐磨耗性、耐燒結性等)。但是，從獲得更高的潤滑性考慮，優(yōu)選含有硫化合物和磷化合物二者。
此處，說明一例使用本發(fā)明油劑組合物的極微量油劑供給式切削·磨削加工方法。
圖1為示出一例適宜在本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工方法中使用的工作機械的說明圖。圖1所示的工作機械具備有在機座1上可按箭頭方向移動的工作臺2、以及被支持在支持裝置10上并可按箭頭方向旋轉的工具11。另外，給油罐12中收納有本發(fā)明的油劑組合物，在對工作臺2上配置的被加工部件3進行切削·磨削加工時，霧狀的本發(fā)明油劑組合物與由壓縮空氣導入部18送出的壓縮空氣一起，由加工油劑供給部13提供給加工部位。另外，給油罐12中收納的本發(fā)明油劑組合物，由滑動面用油劑供給部14提供給機座1與工作臺2之間的滑動面16，同時，由軸承用油劑供給部15提供給支持裝置10與工具11之間的軸承部，以便進行滑動面16和軸承部17的潤滑。
上述的極微量油劑供給式切削·磨削加工方法中，通過使用本發(fā)明的油劑組合物(優(yōu)選含有同一種酯的油劑組合物)對切削磨削加工部位、工作機械的滑動面以及軸承部進行潤滑，可以達到提高極微量油劑供給式切削·磨削加工過程中的加工性和作業(yè)效率的目的。
另外，本發(fā)明中所說的極微量油劑供給式切削·磨削加工方法中，如圖1所示，作為切削磨削加工用油劑、滑動面用油劑以及軸承用油劑，更優(yōu)選分別使用同一種油劑。如果各油劑使用同一種油劑組合物，就沒有必要分別設置用于供給各油劑的給油罐等，從而可以達到工作機械的節(jié)省空間、節(jié)能的目的，因此是優(yōu)選的。
應予說明，雖然圖1中未示出，但在本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工方法中，也可以將給油罐12中收納的本發(fā)明的油劑提供給工作機械所具備的油壓機器，將本發(fā)明的油劑作為油壓液壓油使用。而且，也可以將給油罐12中收納的本發(fā)明的油劑組合物提供給工作機械所具備的齒輪部分，將本發(fā)明的油劑組合物作為齒輪油使用。
實施例以下，基于實施例和比較例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受以下實施例的任何限定。
實施例1～19、比較例1～3實施例1～19和比較例1～2中，使用以下示出的基礎油、硫化合物、磷化合物和抗氧化劑，調(diào)制具有表1或表2所示組成的油劑。
(基礎油)a新戊二醇與油酸形成的三酯b三羥甲基丙烷與油酸形成的三酯c三羥甲基丙烷與正己酸/正辛酸/正癸酸的混合酸(混合摩爾比為7∶59∶34)形成的四酯d季戊四醇與正辛酸形成的四酯e市售的菜子油f甘油與油酸形成的單酯(硫化合物)g硫化酯(硫含量9.9質(zhì)量％，惰性型)h聚硫醚(硫含量36質(zhì)量％，活性型)(磷化合物)i三羥甲苯基磷酸酯j二-2-乙基己基磷酸酯(抗氧化劑)k2，6-二叔丁基-p-甲酚其次，使用獲得的油劑進行以下的評價試驗。應予說明，在攻絲試驗中，將不使用油劑組合物而僅吹送空氣的例子作為比較例3進行評價，其評價結果一并記錄于表1中。
(發(fā)粘防止性的評價)在鋁皿(100mm×70mm)上放入油劑5ml，在70℃的恒溫槽中靜置336小時后，以指觸法判斷油劑組合物附著部分的發(fā)粘程度。另外，用GPC測定試驗前后的質(zhì)量平均分子量，求出變化率。將獲得的結果示于表1和表2中。應予說明，發(fā)粘防止性的評價基準如下。
A完全不發(fā)粘B完全不發(fā)粘，即使有也極輕微C稍微有些發(fā)粘D發(fā)粘E非常粘(潤滑性的評價(攻絲試驗))交替使用各油劑和比較標準油(DIDA己二酸二異癸酯)，在以下示出的條件下進行攻絲試驗攻絲條件工具螺母絲錐M8(P＝1.25mm)螺紋底孔徑φ6.8mm工件S25C(t＝10mm)切削速度9.0m/min油劑供給方式各油劑組合物以壓縮空氣0.2MPa、油劑組合物25ml/h的條件進行吹送DIDA不使用壓縮空氣，以4.3ml/min的條件直接吹送至加工部位測定各情況的攻絲能量，使用下述公式計算出攻絲能效(％)攻絲能效(％)＝(使用DIDA時的攻絲能量)/(使用油劑組合物時的攻絲能量)獲得的結果示于表1和表2中。表中，攻絲能效的值越高，表示潤滑性越好。
(摩擦特性評價試驗)使用圖1所示的裝置，按以下的順序評價各油劑的摩擦特性。
圖1所示的裝置中，向鑄鐵制機座1上與鑄鐵制工作臺2相接觸的面上滴下油劑。接著，在工作臺2上配置重鎮(zhèn)3，以使表面壓力為200kPa，利用由A/C伺服馬達4、進給絲桿5和具有軸承部的活動機架6構成的驅動裝置，使工作臺2在箭頭方向上往復運動。在使工作臺2往復運動時，通過控制盤7和控制裝置8進行控制，以使進給速度為60mm/min、進給長度為30mm。象這樣使工作臺2往復3次后，用測力傳感器9測定在第4次往復的工作臺2與活動機架6之間的負荷，由獲得的測定值求出工作臺與機座的接觸面(導向面)的摩擦系數(shù)平均值。獲得的結果示于表1和表2中。
(耐磨耗性評價試驗)采用高速四球試驗法，在轉速1800rpm、負荷392N的條件下進行30min的磨耗試驗，測定磨痕直徑，評價油劑的耐磨耗性。獲得的結果示于表1和表2中。
(氧化穩(wěn)定性試驗)向50ml螺旋管中加入25ml試樣，測定在空氣中、70℃下加熱4周時的總酸值的變化量。獲得的結果示于表1和表2中。
(耐燒結性評價試驗)以ASTM D-2783-88為基準，求出轉速1800rpm下的荷重摩擦指數(shù)(LWI)。獲得的結果示于表1和表2中。應予說明，表中，LWI的值越大，表示耐燒結性越好。
表1

表2

從表1所示的結果可以確知，實施例1～19的油劑由于攻絲特性和發(fā)粘防止性良好，因此作為極微量油劑供給式切削·磨削加工油劑的特性優(yōu)良。進而還可以確認，實施例1～19的油劑由于摩擦特性良好，作為滑動面用油劑的特性優(yōu)良，由于耐磨耗特性、耐燒結性和氧化穩(wěn)定性良好，作為軸承用油劑的特性優(yōu)良，另外，由于耐磨耗特性、耐燒結性和氧化穩(wěn)定性良好，作為油壓液壓油的特性優(yōu)良，由于耐磨耗性和耐燒結性良好，作為齒輪油的特性優(yōu)良。其中，實施例4～7、13～16顯示出較高的發(fā)粘防止性。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如上所述，本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物具有優(yōu)良的攻絲特性、摩擦特性、耐磨耗特性和氧化穩(wěn)定性。因此，利用本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物，可以在采用極微量油劑供給方式的切削·磨削加工方法中提高加工效率、延長工具壽命并提高可操作性。
權利要求
1.一種極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物，其中含有酯以及硫化合物和/或磷化合物。
2.權利要求1中所述的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物，其中含有從二氫二價碳基聚硫醚、硫化酯、硫化礦物油、二硫代磷酸鋅化合物、二硫代氨基甲酸鋅化合物、二硫代磷酸鉬化合物和二硫代氨基甲酸鉬中選出的至少1種硫化合物。
3.權利要求1中所述的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物，其中含有從磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯的胺鹽、氯化磷酸酯、亞磷酸酯和硫代磷酸酯中選出的至少1種磷化合物。
全文摘要
本發(fā)明的極微量油劑供給式切削·磨削加工用油劑組合物中含有酯以及硫化合物和/或磷化合物。在采用極微量油劑供給方式的切削·磨削加工方法中，可以提高加工效率、延長工具壽命并提高可操作性。
文檔編號B23Q11/10GK1571828SQ02809110
公開日2005年1月26日 申請日期2002年4月5日 優(yōu)先權日2001年4月6日
發(fā)明者橫田秀雄, 井比政則, 須田聰 申請人:新日本石油株式會社