JPH01311192A - 冷間圧延用潤滑油 - 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、鋼板、銅、アルミ等の金属の冷間圧延に使用
される、潤滑性に優れかつ表面性状の優れた前記金属材
料の生産を可能とする、冷間圧延用潤滑油に関するもの
である。

［従来の技術］ 従゛来、冷間圧延用潤滑油は天然油脂又は合成エステル
又は鉱物油又はこれらの混合物をベースとし、これらに
脂肪酸等の油性向上剤やリン酸エステル等の極圧剤等の
各種添加剤が添加されたもので、ニート油で使用される
場合と各種乳化剤を用いてエマルジョン化して使用され
る場合とがある。

圧延加工において、圧延ロールと圧延材の間（以後ロー
ルバイトと称する）に引き込まれる油は、圧延材表面に
オイルビットと呼ばれる微小な窪みを生じさせ、表面平
滑性に影響を与える。ロールバイトに引き込まれる油量
が多い程その影響度合が大きくなるが、一般にロールバ
イトへの引き込み油量への各要因の影響は下記式で表さ
れる。

α　・　Ｐ η：　　　圧延油の粘度 ＶＲ，Ｖｓ：ロール、圧延材速度 α　　　：かみ込み角度 Ｐ　　　：圧延圧力 上式のごとく、圧延操業条件が一定ならば、圧延油の粘
度が引き込み油量に影響を与え、そして圧延油の粘度を
下げることによって引き込み油量を減少させることがで
き、もって圧延材の表面平滑性を向上させることができ
るのは周知の事実である。しかし、ロールバイトへの引
き込み油量を少なくすることによって、境界潤滑領域が
拡大するため、潤滑面において厳しいものとなることも
良く知られていることである。しかしながら、−殻内に
境界潤滑性が良好とされいる牛脂、パーム油等の天然油
脂やトリメチルプロパツールやペンタニルスルトール等
の多価アルコールとステアリン酸等の長鎖脂肪酸とのエ
ステルは、粘度が高く表面平滑性を要求される用途へは
そのまま使用できず、使用したとしても用量が少なく制
限される。

このため、ステンレス鋼板のように表面平滑性が要求さ
れる材料の圧延には、主に低粘度の鉱物油やモノアルコ
ールエステルのような低粘度合成エステルが圧延油とし
て用いられている。このような潤滑油は、表面平滑性を
重んじ潤滑性を犠牲にしたものとなっている。このため
、大径ロールでは焼き付きが発生するので、小径ロール
を用いたり圧延スピードを落としたりして生産性の悪い
形で圧延されている。

［発明が解決しようとする課題］ 最近、作業効率の向上のために、表面平滑性が要求され
る圧延材においても、圧延スピードの向上及び圧延ロー
ルの大径化が要求されている。しかしながら従来使用さ
れている圧延油では、この要求を満足できるものではな
い。すなわち、低粘度であって、薄膜での潤滑領域にお
いて優れた潤滑性を持つ潤滑油が要求されているのであ
る。

本発明は以上の問題を解決しこの要求に関して、解決し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、炭素数が１２〜２２である長鎖脂肪酸から選
ばれる１種又は２種以上の脂肪酸の１モル以上と、炭素
数１〜６である短鎖脂肪酸から選ばれる１種又は２種以
上の脂肪酸の１モル以上とが多価アルコールの１分子を
エステル化する割合でできた多価アルコールエステルを
、１０〜ｌＯＯ重量％用いることを特徴とした冷間圧延
用潤滑油に関する。長鎖脂肪酸とは、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
アラキン酸、ベヘニン酸、エルシン酸等の炭素数１２〜
２２の脂肪酸で、短鎖脂肪酸とは、蟻酸、酢酸１．酪酸
、カプロン酸等の炭素数１〜６の脂肪酸である。多価ア
ルコールとは、ネオペンチルグリコール、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、グセリン等の一分
子中に２個以上の水酸基を持つものである。短鎖脂肪酸
が多価アルコール１分子に対して全くエステル結合して
いないと、又は多価アルコール１分子に対してエステル
結合している短鎖脂肪酸の炭素数が７以上になると、粘
度が高くなり表面平滑性が劣化する。又、長鎖脂肪酸が
多価アルコール１分子に対して全くエステル結合してい
ないと、又は多価アルコール１分子に対してエステル結
合している長鎖脂肪酸の炭素数が１２未満であると、潤
滑性が劣化する６炭素数２２を越える脂肪酸は天然物で
は殆ど無く、それを合成したものは高価となるため経済
的理由により使用できない。又用量が１０重量％未満で
はその効果が顕著でない。

粘度及び潤滑及び価格調整のために、鉱物油、各種合成
エステル、天然油脂との併用、又は油性向上剤、横圧剤
の添加を拒むものではない。又、このままニート油で使
用しても、適正な乳化剤を用いてエマルジョン化して使
用してもかまわない。

［作用］ 天然油脂は主に炭素数１２〜２２の脂肪酸のグリセリン
エステルであるが、これらの天然エステルや合成された
多価アルコールの長鎖脂肪酸エステルは、潤滑性に優れ
るため各種潤滑油に多用されている。しかし粘度が高い
欠点がある。一方多価アルコールの短鎖脂肪酸エステル
を用いようとした場合、粘度は低下するが潤滑性が大き
く劣化する問題がある。しかし、多価アルコールエステ
ルの同一分子内に長鎖脂肪酸と短鎖脂肪酸を共存させる
ことにより、長鎖脂肪酸のみの同じ多価アルコールとの
エステルと同等以上の境界潤滑性能を持ち、粘度も大き
く低下すること、そしてそのエステルにかかわる脂肪酸
が、潤滑に寄与する炭素数１２〜２２の脂肪酸と低粘度
化にかかわる炭素数１〜６の脂肪酸が、それぞれ多価ア
ルコール１分子に対して１モル以上であれば有効である
ことを見い出し、本発明を完成させたのである。各種エ
ステルにおいて、潤滑性に寄与するのは脂肪酸の鎖長で
、エステルに用いられる脂肪酸の炭素数が１２以上であ
れば、良好な潤滑性を持つことは良く知られている。し
かし、多価アルコール１分子内に炭素数１２以上の長鎖
脂肪酸が最低１モルエステル化していればその潤滑性は
維持でき、むしろ境界潤滑性が向上する傾向にあること
を見い出したのである。しかし、多価アルコールエステ
ルの反応している脂肪酸の量を、アルコールの持つ水酸
基に対して当モル以下としても、反応していない水酸基
がそのままでは粘度は殆ど低下せずむしろ粘度が上昇す
る場合もある。炭素数６以下の短鎖脂肪酸でエステル化
することによりその潤滑性能を維持したまま大きく低粘
度化できることを、見い出したのである。このように、
本発明の冷間圧延用潤滑油は高潤滑性を持ちかつ低粘度
化が可能であるため、圧延のスピードアップ及び圧延ロ
ールの大径化をしても、表面平滑性の良好な圧延材の生
産を可能とするものである。

［実施例１］ 供試油１〜５は本発明の多価アルコールエステルで、供
試油６〜１２は比較例である。各供試油の製造に使用し
た多価アルコールと脂肪酸の種類ならびに多価アルコー
ル１分子とエステル結合した脂肪酸のモル数を第１表に
示した。

第１表の各供試油について下記の試験方法で、粘度、潤
滑性、光沢性を試験し、その結果を第２表に示した。

粘度：キヤノンフェンス計にて動粘度を測定した。

測定温度は５０℃である。

バウデン試験：バウデン試験は実機圧延の潤滑をシュミ
レート評価するのに適しており、下記条件で試験を行っ
た。評価は焼付までの摺動回数にて行い、摺動回数が大
きい程潤滑は良好である。

試験材・Ｓ　Ｐ　ＣＣＢ材　０．８ｍｍ　Ｘ　５０ｍｍ
　Ｘ　１００ｍａ＋油量・・・・・・０．３ｇ／ｍ２（
溶剤希釈にて塗布）鋼球・・・・・・直径１０ｍ■φ 第　　　　　１　　　　　表 傘１（）内は炭素数 第　　　　　２　　　　　表 摺動速度山９ｍｍ／ｓｅｅ 荷重・・・・・・５ｋｇ 鋼板温度・・・ｉｏｏ℃ 光沢性試験：各供試油を用い、下記条件でニート油で圧
延し、圧延後の鋼板表面の光沢性を調査した。光沢性は
、グロスメーターにて光沢度を８１１定（入射角、反射
角共４５°）し評価した。光沢度の高い程表面平滑性は
良い。

試験材・・・・・・５ＰＣＣＢ材　０．８ｍｍ　Ｘ　５
０ｍｍ　Ｘ　２００ｍｍ圧延ロール・・・１００ｍｍφ
Ｃ１１０００研磨）圧延速度・・・３０ｍ／ｗｉｎ 圧下率・・・・・・３パス圧延（圧下率３０％−２５％
−２５％） 第１表および第２表かられかるように、本発明に使用さ
れる多価アルコールエステル（供試油１〜５）は、従来
使用されている潤滑油（供試油６〜１２）が潤滑性と表
面平滑性能との弁室が難しいのに反して、優れた潤滑性
と表面平滑性能とを合わせ持っている。

［実施例■］ 下記の本発明の供試油１３と、供試油１４を用いて、前
記と同様にバウデン試験及び光沢性試験を行い。

それらの結果を第１図及び第２図に示した。

供試油１３ グリセリン１分子とステアリン酸１モル及び酢酸２モル
の割合でエステル化したものを、１号スピンドル油に、
各種の割合で混合溶解して使用した。

供試油１４ トリメチルプロパン１分子とバルミチン酸１モル及び酪
酸２モルの割合でエステル化したものを、牛脂に対して
各種割合で混合溶解して使用した。

第１図および第２図かられかるように、多価アルコール
エステルの割合が１０％未満では、供試油１３では潤滑
性（バウデン試験の焼付までの摺動回数）が、また供試
油１４では光沢性がそれぞれ大きく劣化する。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明による冷間圧延用潤滑油は
、炭素数１２〜２２である長鎖脂肪酸から選ばれる１種
又は２種以上の脂肪酸が１モル以上と、炭素数１〜６で
ある短脂肪酸から選ばれる１種又は２種以上の脂肪酸が
１モル以上が多価アルコールの１分子をエステル化する
割合でできた多価アルコールエステルを、１０〜１００
重量％含有させることにより、潤滑性に優れ且つ低粘度
化できるため、圧延速度の向上及び圧延ロールを大型化
しても、表面平滑性の優れた材料の圧延生産を可能にす
るという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の潤滑油の感度とバウデン試験結果の関
係を示す図、 第２図は本発明の潤滑油の濃度と光沢性の関係を示す図 である。 第１図 第２図 多価アルコールエステルの割合（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素数１２〜２２である長鎖脂肪酸から選ばれる１種又
   は２種以上の脂肪酸の１モル以上と、炭素数１〜６であ
   る短鎖脂肪酸から選ばれる１種又は２種以上の脂肪酸の
   １モル以上とが多価アルコールの１分子をエステル化す
   る割合でできた多価アルコールエステルを、１０〜１０
   ０重量％含有することを特徴とする冷間圧延用潤滑油。