JPH01163297A - 金属圧延油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な金属圧延油組成物、とくにＯＺＷ型エマ
ルションとして圧延加工部に供給して使用する金属圧延
油組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から使用されている金属圧延油は、鉱物油、油脂、
脂肪酸エステル等の潤滑油成分に、油性向上剤、極圧剤
、防錆剤、酸化防止剤等の潤滑油助剤を加え、これを乳
化剤で○／Ｗ型エマルションとして通常１〜２０重量％
濃度で圧延加工部に供給して使用している（例えば特開
昭５５−１４７５９３号公報）。

ところが近年の圧延設備や技術の進歩により、圧延速度
の高速化、大量生産化がはかられ、潤滑性、循環安定性
、作業性等の点について、圧延浦に関する要求がますま
す高度になってきており、それらの要求に充分対応でき
る金属圧延油の開発が望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら従来の乳化剤を用いた金属圧延油は種々の
問題点を有し、満足し得るものではなかった。すなわち
従来の乳化剤を用いた金属圧延油では、乳化剤の種類や
添加量を変化させ、金属圧延油の圧延材の表面に付着す
る油ｆ（プレートアウト＋ｉ）を増減させて潤滑性をコ
ントロールしていた。しかし、このような乳化剤を用い
た金属圧延油においては、プレートアウト量と液循環安
定性とは相反する傾向を示し、エマルションの安定性を
高めれば圧延材のプレートアウト量が減少して潤滑性が
不充分となり、またプレートアウト量を増大しようとす
ればエマルションが不安定になって循環使用する際に種
々の支障をきたす欠点があった。

例えば前記特開昭５５−１４７５９３号公報に開示され
た金属圧延油では高剪断条件下においては粒子が微細化
されてしまって金属被圧延材に厚い強力な潤滑膜が形成
され難いという欠点があった。また特開昭５８−１０４
９９９号公報には改良された金属圧延油組成物として水
溶性の陽イオン性高分子化合物や両性高分子化合物が提
案されているが、潤滑性が不充分であった。

本発明は、前記問題点を解決するため、プレートアウト
量が大きくて、高剪断条件下、および圧延速度が速くて
圧下率の大きい高速高圧条件下の圧延に使用でき、しか
も液循環安定性に優れた金属圧延油組成物を提供するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を克服すべく鋭意検討を行った
結果、乳化剤成分としてポリオキシアルキレン誘導体単
位とマレイン酸類単位とをもつ共重合体を用いることに
より、潤滑油成分が大きな粒径を保った状態で水中に安
定に分散して循環安定性がよく、また圧延加工部に供給
されたときに金属被圧延材に厚くて強力な潤滑膜を形成
し、かつ長期循環使用において、タンク内攪拌、供給循
環ポンプによる剪断に対しても粒径の大きさが維持され
ることを見い出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、 （ａ）鉱物油、油脂および脂肪酸エステルから選ばれる
１種以上の潤滑油成分と、 （ｂ）（ｉ）下記一般式〔Ｉ〕で示されるポリオキシア
ルキレン誘導体と、（ｎ）無水マレイン酸、マレイン酸
およびマレイン酸塩から選ばれる１種以上のマレイン酸
類との共重合体からなる乳化剤成分とを含有する金属圧
延油組成物である。

（ただし、Ｂは２〜８個の水酸基を持つ化合物の残基、
ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒ１は炭
素数２〜５の不飽和の炭化水素基または不飽和のアシル
基、Ｒ２は炭素数１〜４０の炭化水素基、ａ＝０〜１０
００、ｂ＝ｏ〜１０００、ｃ＝０〜１０００、ｆｌ＝１
〜８、ｍ＝０〜２、ｎ＝０〜７、ｆｌ＋ｍ＋ｎ＝２〜８
、ｍ／（Ｑ＋ｎ）≦１／２、ａＱ＋ｂｍ＋ｃｎ≧１であ
る。、）（ａ）成分の潤滑油成分としては、例えばスピ
ンドル油、マシン油、タービン油、シリンダー油等の鉱
物油；牛脂、豚脂、ナタネ油、ヒマシ油、ヌカ油、パー
ム油、ヤシ油等の動植物油脂；これらの油脂から得られ
る脂肪酸または合成脂肪酸と、炭素数１〜２２の脂肪族
１価アルコールまたはエチレングリコール、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコー
ルとのエステルなどが挙げられる。これらは１種単独で
、または２種以上を混合して使用することができる。

（ｂ）成分の乳化剤成分は、前記一般式〔Ｉ〕で示され
るポリオキシアルキレン誘導体と、無水マレイン酸、マ
レイン酸およびその塩から選ばれるマレイン酸類との共
重合体であり、ポリオキシアルキレン誘導体単位および
マレイン酸類単位はそれぞれ１種単独でもよく、また２
種以上が共重合し。

ていてもよい。

ポリオキシアルキレン誘導体単位とマレイン酸類単位と
の使用比率はとくに限定されないが、重合性の二重結合
を基準とする当量比で７：３〜３ニア、好ましくはほぼ
１：１が好ましい。共重合体の平均分子量もとくに限定
されないが、重量平均分子量で１　、０００〜２，００
０，０００であることが好ましい。

一般式ＣＩ）において、Ｂを残基とする２〜８個の水酸
基をもつ化合物としては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブチレングリコール、ドデシレングリ
コール、オクタデシレンゲリコール、ネオペンチルグリ
コール、スチレングリコール、グリセリン、ジグリセリ
ン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパン、１，３．５−ペンタントリオール、エ
リスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリス
リトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルバイト、ソ
ルビトールグリセリン縮金物、アドニトール、アラビト
ール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール
類；カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、フロログ
ルシン等の多価フェノール類；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、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュ
ークロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジト
ース等の糖類；それらの部分エーテル化物や部分エステ
ル化物などがある。

ＡＯで示される炭素数２〜１８のオキシアルキレン基と
しては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキ
シブチレン基、オキシテトラメチレン基、オキシスチレ
ン基、オキシアルキレン基、オキシテトラメチレン基、
オキシヘキサデシレン基、オキシオクタデシレン基など
があり、１種単独または２種以上の混合付加体でもよく
、２種以上のとぎはランダム状付加体であってもブロッ
ク状付加体であってもよい。

Ｒ１で示される炭素数２〜５の不飽和炭化水素基または
不飽和アシル基としては、ビニル基、アリル基、メタリ
ル基、３−ブテニル基、４−ペンテニル基、３−メチル
−３−ブテニル基、アクリル基、メタクリル基、ビニル
アセチル基、クロトニル基などの重合性不飽和結合を有
するものがある。

Ｒ２で示される炭素数１〜４０の炭化水素基としてはメ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチ
ル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミル基、イソア
ミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、２−エチルヘキシル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキ
サデシル基、イソヘキサデシル基、オクタデシル基、イ
ソオクタデシル基、オレイル基、オクチルドデシル基、
トコシル基、デシルテトラデシル基、ベンジル基、クレ
ジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オク
チルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル
基、ジオクチルフェニル基、ジノニルフェニル基、スチ
レン化フェニル基、ナフチル基などがある。

一般式（１）で示される単位中には、少なくとも１つの
Ｒ１が含有される必要がある。Ｒ１の炭素数は重合反応
性と関係があり、長すぎると反応性が乏しいので、上記
の範囲が適当である。αで示されるＲ１の数が１である
と直線的な共重合体ができ、２以上であると架橋した共
重合体を得ることができる。この場合、Ｑの値を任意に
選ぶことにより、架橋度を調整し、任意の共重合体を得
ることができる。

Ｑ、ｍ、ｎの関係については１ｍは０〜２の範囲であれ
ば良いが、（ｆｌ＋ｎ）に対してあまり多いと反応中に
架橋したエステルが生成してゲル化を起こし、その調整
が困難であるため好ましくない。従ってＱ、ｍ、ｎの関
係は、ｍ／（Ｑ＋ｎ）≦１７２であることが必要である
。

ＡＯの炭素数は２〜１８の範囲で任意に選択できるが、
Ｒ２との組合せで、親水基と親油基の比率を調整するこ
とができる。

一方、一般式（１）のポリオキシアルキレン誘導体と共
重合体を形成するマレイン酸類のうち、マレイン酸の塩
としては、アンモニア；メチルアミン、エチルアミン、
プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オク
チルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン
、デシルアミン、ドデシルアミン、イントリデシルアミ
ン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、イソへ
キ斐デシルアミン、ステアリルアミン、イソステアリル
アミン、オレイルアミン、リノールアミン、オクチルド
デシルアミン、トコジルアミン、デシルテトラデシルア
ミン、アニリン等のモノアミン；エチレンジアミン、テ
トラメチレンジアミン、ドデシルプロピレンジアミン、
オクタデシルプロピレンジアミン、オレイルプロピレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンへキ
サミン等のポリアミン；モノエタノールアミン、ジエタ
ノー・ルアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロ
パツールアミン、ジイソプロパツールアミン、トリイソ
プロパツールアミン、前記モノアミンやジアミンのアル
キレンオキシド付加物等のアルカノールアミン；リジン
、アルギニン、ヒスチジン等のアミノ酸；リチウム、ナ
トリウム、カリウム等のアルカリ金属；マグネシウム、
カルシウム等のアルカリ土類金属などの塩がある。

本発明で（ｂ）成分の乳化剤成分として用いる共重合体
は一般式（１）のポリオキシアルキレン誘導体と、無水
マレイン酸、マレイン酸またはマレイン酸塩とを、過酸
化物等のラジカル触媒を用いて共重合させることによっ
て容易に得ることができるが、マレイン酸類単位がマレ
イン酸またはその塩の場合は、−形式（１）のポリオキ
シアルキレン誘導体と無水マレイン酸とをラジカル触媒
を用いて共重合させた後加水分解し、またさらにこれを
塩に転換する方が、高分子量のものが得られるので好ま
しい。

また共重合の際、スチレン、　α−オレフィン、酢酸ビ
ニル等の共重合可能な成分を混合して共重合させても良
い。

こうして得られる共重合体は、Ｂ、　ＡＯ，Ｒ”、Ｒ２
、Ω、　ｍ、　ｎおよびマレイン酸類単位を適当に変化
させることにより広範囲の性質をもつ共重合体とするこ
とができるが、任意に水に溶解する共重合体やまったく
水に溶解しない共重合体よりも、ある程度水に溶解する
共重合体の方が乳化剤成分として好ましい結果が得られ
る。このためマレイン酸類単位がマレイン酸塩である場
合には、その中和度は完全に中和されたものよりも、部
分的とくに約５０当量％以下のものが好ましい。

乳化剤成分は１種単独で、または２種以上の混合物とし
て使用される。

本発明の金属圧延油組成物における各成分の配合比は、
潤滑油成分８０〜９９．９重量％、乳化剤成分０．１〜
２０重景％歪部囲とするのが好ましい。

本発明の金属圧延油組成物には、上記成分のほか、必要
に応じて公知の各種添加剤、例えば防錆剤、油性向上剤
、横圧剤、酸化防止剤等を添加することもできる゛。

防錆剤としては、ソルビタンモノオレエート等のエステ
ル、オレイン酸等の脂肪酸、アルケニルコハク酸および
その誘導体、アミンなどがあり、金属圧延油組成物中に
Ｏ〜２重量％配合することができる。油性向上剤として
は、オレイン酸、ステアリン酸、牛脂肪肪酸等の高級脂
肪酸、そのエステル、ダイマー酸等の二塩基酸などがあ
り、金属圧延油組成物中にＯ〜２０重量％配合すること
ができる。また極圧剤としては、トリクレジルホスフェ
ート、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等のリン酸化合物な
どがあり、金属圧延油組成物中に０〜３重量％配合する
ことができる。酸化防止剤としては、２，４−ジ−ｔ−
ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物、フェ
ニル−α−ナフチルアミン等の芳香族アミンなどがあり
、金属圧延油組成物中に０〜５重量％配合することがで
きる。

本発明の金属圧延油組成物は、上記潤滑油成分、乳化剤
成分および必要により配合される他の成分の混合液、あ
るいはさらに水を加えた濃厚な乳化混合液として調製し
ておき、水で希釈して使用される。使用方法は従来のも
のと同様であり、水または温水に本発明の金属圧延油組
成物を加えて、通常１〜２０重景％歪部の○／Ｗ型エマ
ルションとし、圧延加工部に供給して使用される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。

％はとくに言及した場合以外はｉｌＨｍ％である。

実施例１〜１１、比較例１〜５ 第１表に示す乳化剤成分を使用して、第２表の実施例１
〜１１の組成を有する金属圧延油組成物を製造した。ま
た比較例１〜５として、第２表の組成のものを準備した
。

試験例１ 第２表の実施例１〜１１および比較例１〜５の金属圧延
油組成物と温水を混合し、ホモミキサーにてｓ、ｏｏｏ
および１０，０００ｒρｍで攪拌して温度５５℃、濃度
３％のエマルションを調製した。付着性試験として、こ
のエマルションをギヤーポンプで試験片に２秒間噴霧（
圧力２．５ｋｇ／ａＪ、噴霧量１．ＯＱ　／分）した後
常温にて乾燥し、油付着量を重量法により測定した。使
用した試験片は５ＰＣＣ５Ｏ（ＪＩＳ　Ｇ３１４１）、
大きさ５０Ｘ１００Ｘ１ｍｍ、表面粗度４．ＯＸ　５．
０μｍのもので、これをあらかじめ溶剤により脱脂して
用いた。また同時にスプレー口からサンプルを採取し、
すばやくコールタ−カウンターで油滴の粒子径を８１１
定した。結果を第３表に示す。

第３表より比較例１〜５に比べて実施例１〜１１では平
均粒子径が大きく、ホモミキサーの回転数が大きくなっ
ても粒子径は小さくならず、油付着量も変化が少ないこ
とがわかる。

第３表試験結果 注）任■よ油の分散が悪くてテスト不可能であった。

試験例２ 第２表の実施例１〜１１および比較例１〜５の金属圧延
油組成物の３％エマルションを調製し、それぞれのエマ
ルション液ＩＱをビーカーに入れ、その液を６０±１℃
に保持しながら、ホモジナイザーにより１０．００Ｏｒ
ｐｍの回転速度で１５分間攪拌を行い、このエマルショ
ンを使用して、板厚２．３ｙｍの熱延酸洗鋼板を圧下率
５０％でそれぞれ１　、１５ｍｍの板厚に冷間圧延した
後、鋼板表面にセロハンテープを圧着し、それを引きは
がしたときに、セロハンテープに付着したダル粉の量を
目視によりａ察した。

その結果、実施例１〜１１の場合にはダル粉の付着量が
非常に少なくて、鋼板表面が非常にきれいであったのに
対し、比較例１〜５ではいずれもダル粉の付着量が多く
て、鋼板表面は汚れていた。

〔発明の効果〕

本発明の金属圧延油組成物はエマルションの粒子径が大
きく、またエマルションは剪断力に対する安定性が大き
くて循環安定性よく、しかもプレートアウト性が良好で
優れた潤滑性を示す。また圧延試験後のダル粉の付着量
も少なく、優れた金属圧延油組成物である。

代理人　弁理士　柳　原　　　成

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）鉱物油、油脂および脂肪酸エステルから選
   ばれる１種以上の潤滑油成分と、 （ｂ）（ｉ）下記一般式〔 I 〕で示されるポリオキシ
   アルキレン誘導体と、（ｉｉ）無水マレイン酸、マレイ
   ン酸およびマレイン酸塩から選ばれる１種以上のマレイ
   ン酸類との共重合体からなる乳化剤成分とを含有する金
   属圧延油組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…〔 I 〕 （ただし、Ｂは２〜８個の水酸基を持つ化合物の残基、
   ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒ＾１は
   炭素数２〜５の不飽和の炭化水素基または不飽和のアシ
   ル基、Ｒ＾２は炭素数１〜４０の炭化水素基、ａ＝０〜
   １０００、ｂ＝０〜１０００、ｃ＝０〜１０００、ｌ＝
   １〜８、ｍ＝０〜２、ｎ＝０〜７、ｌ＋ｍ＋ｎ＝２〜８
   、ｍ／（ｌ＋ｎ）≦１／２、ａｌ＋ｂｍ＋ｃｎ≧１であ
   る。）
2. （２）潤滑油成分８０〜９９．９重量％と乳化剤成分０
   ．１〜２０重量％とを含有する特許請求の範囲第１項記
   載の金属圧延油組成物。