JP5298374B2 - 冷間圧延油用添加剤及び冷間圧延油 - Google Patents
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Description
このような要求性能を阻害する要因の一つとして、スカムの生成・堆積が考えられる。スカムは油粒子表面が加工時に発生する疎水性の金属摩耗粉に覆われて合一されることで生成する。生成したスカムがエマルジョン中に混入するとエマルジョンのpH低下および電気伝導度上昇を生じ、長期循環使用時における乳化安定性および潤滑性の維持に影響を与える。従って、近年においては、技術進歩による生産効率の向上によってスカムの生成は更に増加し、長期循環使用時における乳化安定性および潤滑性の維持がより困難になり、且つ圧延材表面に対する要求品質も一層厳格化してきている。生成・堆積したスカムは圧延機廻りに堆積するなどして作業環境悪化の原因となるばかりか、ひいては圧延板品質低下の引き金にもなるため、スカムの発生量を低減させるか、発生したスカムをフィルター等の清浄化装置で除去する必要がある。
これらの問題を解決するために現在までに種々の検討がなされているが、従来の界面活性剤を使用した圧延油では、前述の要求性能を全て満足するようなものは得られていない。
本発明は、上記冷間圧延油を提供することを目的とする。
本発明は、又、上記冷間圧延油を用いる冷間圧延方法を提供することを目的とする。
[化1]
R1−O−[(PO)x (EO)z(PO)y]−R2 - - - - - - (a)
(式中、R1及びR2はアルキル基、脂肪酸残基、ヒドロキシ脂肪酸残基、ヒドロキシステアリン酸ポリエステル残基、又はポリブチレンオキシド残基を示し、POはオキシプロピレン基、EOはオキシエチレン基、x、yおよびzは平均付加モル数を示し、x+yは3〜30、zは10〜200、POとEOはそれぞれブロック状に付加しており、分子量が2000以上10000未満である)
本発明は、又、(1)動植物油脂、鉱油および合成エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類の基油、及び(2)上記冷間圧延油用添加剤を含有することを特徴とする冷間圧延油を提供する。
本発明は、又、圧延機にて、上記冷間圧延油を水で0.2〜20体積%に希釈したエマルションを循環方式で使用することを特徴とする冷間圧延方法を提供する。
式(a)で示される非イオン界面活性剤は、例えば、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基であり、EOの両末端にPOをそれぞれブロック状ポリマーの形で付加させ、このようにして得られたHO−(PO)−(EO)−(PO)Hの両端に、脱水反応やエステル化反応などにより、アルキル基をもたらすアルコールや脂肪酸残基をもたらす脂肪酸などを反応させることにより、得ることができる。又、活性水素を有する化合物(ポリブチレンオキシド残基を含む)に対して弱い親油基であるオキシプロピレン、親水基であるオキシエチレン、弱い親油基であるオキシプロピレンの順に、ブロック付加させ、次いで、活性水素を有する化合物を反応させることにいって、式(a)で示される非イオン界面活性剤を調製してもよい。
本発明の冷間圧延油用添加剤は、式(a)で示される非イオン性界面活性剤のみを含有していてもよいが、鉱物油、油脂、合成エステルなどの希釈剤を5〜90質量%含有する形態であってもよい。又、上記成分に活性剤、酸価防止剤、極圧添加剤が含んでいても差し支えない。
本発明の冷間圧延油は、必須成分である基油(1)、および(2)式(a)で示される非イオン性界面活性剤以外にも、本発明の効果が損なわれない範囲内であれば、必要に応じて、他の界面活性剤、各種油性向上剤、極圧添加剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含有しても良い。
本発明の冷間圧延油の使用方法としては、通常は水により0.2〜20体積%のエマルションに希釈したものをクーラント液として圧延加工部へ供給するのがよい。希釈に使用する水は、脱イオン水、水道水、工業用水のいずれでも良く、エマルションの作成方法に特に制限はない。また、本発明の冷間圧延油は循環使用時にマグネチックセパレーター、DEMフィルター、ストレーナー、ラバルセパレーターやフラットベットフィルター等のフィルター類を併用したときのスカム除去によるクーラント液清浄化効果が大きいので、圧延材の表面品質および作業環境を向上するとともに、圧延油原単位の低減にも寄与できる。
製造例
所定の分子量にしたブロック状エチレンオキシドと、付加したい量のモノマ−のプロピレンオキシドおよび水酸化カリウムをオートクレーブ中に仕込み、窒素置換を行った後、攪拌しながら140℃にて触媒を完全に溶解させ反応を終結させた。次に、120℃、0.2〜0.5MPa(ゲージ圧)にて、ステアリン酸をオートクレーブ中に導入した。圧力が低下して一定になるまで反応させた後、オートクレーブより反応物を取り出し、塩酸で中和してpH6〜7とした。含有する水分は100℃で1時間処理することによって除去した。さらに処理後生成した塩を除去するためにろ過を行い、非イオン界面活性剤を得た。
成分(1)である圧延油の基油としてトリメチロールプロパントリオレエート(流動点−30℃)を使用し、成分(2)として表1に示す界面活性剤A〜Qを使用し、表2に示す組成比で混合することにより供試圧延油(実施例は1〜11、比較例は1〜6)を調製した。この供試圧延油を、以下に示す試験によって評価した。なお、性能評価項目は乳化安定性(乳化安定性試験)、潤滑性(プレートアウト性試験、圧延潤滑性試験)であり、評価結果は表2に併記した。本評価に際して、圧延油としては乳化安定性および潤滑性に優れることが望ましいため、乳化安定性の評価が低いもの(比較例3〜6)は潤滑性に関する評価を省略した。
表2に示す各供試圧延油を下記の条件でエマルション建浴し、ホモミキサー(TKロボミックス)撹拌後のエマルション粒子径をコールターカウンター(マルチライザーII)で測定した。本試験では新油と鉄粉添加時における平均粒径の変化が小さいほど乳化安定性が良好であるといえる。
(乳化安定性試験条件)
圧延油濃度:3体積%
使用水 :脱イオン水(pH4.5、EC200μS/cm)
建浴量 :1L
浴温度 :60℃
撹拌条件 :ホモミキサー7000rpm×30min
鉄粉混入量:エマルションに対して0ppm(新油)または500ppm
使用鉄粉 :スカム抽出鉄粉(平均粒径1μm以上)
(乳化安定性評価基準)
新油と鉄粉添加時における平均粒径の変化率の大小で評価
変化率=(鉄粉添加時の平均粒径−新油の平均粒径)/新油の平均粒径
乳化安定性の評価基準;
5:変化率0.1未満
4:変化率0.1以上、0.2未満
3:変化率0.2以上、0.3未満
2:変化率0.3以上、0.4未満
1:変化率0.5以上
試験1で調製した各供試圧延油の新油エマルション中にテストピースを浸漬し、引き上げてからテストピース上の余剰エマルションを湯洗後、表面炭素分析装置(LECO)にてテストピース上の付着油分量を測定した。本試験では付着油分量が多いほどプレートアウト性が良好なため、潤滑性に優れるといえる。
(プレートアウト性試験条件)
供試液 :試験1で調整した各供試圧延油の新油エマルション
テストピース :SPCC−SB(0.3mm×50mm×100mm)
浸漬時間 :1sec
湯洗条件 :50℃の湯槽に浸漬1sec
付着油分量測定:表面炭素分析装置(LECO)にて500℃×5minでテストピース上の付着炭素量測定後、付着炭素量を1.3倍することで付着油分量に換算
付着油分量からプレートアウト性を評価
プレートアウト性の評価基準;
5:付着油分量が500mg/m2以上
4:付着油分量が400mg/m2以上、500mg/m2未満
3:付着油分量が300mg/m2以上、400mg/m2未満
2:付着油分量が200mg/m2以上、300mg/m2未満
1:付着油分量が200mg/m2未満
試験3 圧延潤滑性試験
表2に示す各供試圧延油を高速短冊圧延試験機にて下記条件で圧延潤滑試験を行い、圧延荷重で比較評価した。圧延荷重が低いほど圧延潤滑性が良好であるといえる。
(圧延潤滑性試験条件)
テストピース:SPCC−SB(1.2mm×30mm×500mm)
圧延ロール :500mmφ(エメリー紙#80研磨;表面粗度Ra0.3μm)
圧延速度 :500m/min
圧下率 :30%
圧延油濃度 :3体積%
建浴量 :10L
浴温度 :60℃
スプレ−量 :ベースレスポンプにて1L/minを上下のロールに供給
圧延荷重から圧延潤滑性を評価
圧延潤滑性の評価基準;
5:圧延荷重が60N未満
4:圧延荷重が60N以上、70N未満
3:圧延荷重が70N以上、80N未満
2:圧延荷重が80N以上、90N未満
1:圧延荷重が90N以上
基油:トリメチロールプロパントリオレエート…(組成比)99.0質量%
界面活性剤:下表参照…(組成比)1.0質量%
Claims (5)
- 式(a)で示される非イオン性界面活性剤を含有することを特徴とする冷間圧延油用添加剤。
[化1]
R1−O−[(PO)x (EO)z(PO)y]−R2 - - - - - - (a)
(式中、R1及びR2はアルキル基、脂肪酸残基、ヒドロキシ脂肪酸残基、ヒドロキシステアリン酸ポリエステル残基、又はポリブチレンオキシド残基を示し、POはオキシプロピレン基、EOはオキシエチレン基、x、yおよびzは平均付加モル数を示し、xとyはそれぞれ1以上であり、x+yは3〜30、zは10〜200、POとEOはそれぞれブロック状に付加しており、分子量が2000以上10000未満である) - x+yが5〜15である請求項1に記載の冷間圧延油用添加剤。
- 分子量が3000以上6000未満である請求項1および2に記載の非イオン性界面活性剤を含有することを特徴とする冷間圧延油用添加剤。
- (1)動植物油脂、鉱油および合成エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類の基油、及び(2)請求項1〜3のいずれか1項記載の冷間圧延油用添加剤を含有することを特徴とする冷間圧延油。
- 圧延機にて、請求項4に記載の冷間圧延油を水で0.2〜20体積%に希釈したエマルションを循環方式で使用することを特徴とする冷間圧延方法。
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