JPH02107696A - 鋼板用冷間圧延油 - 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、例えばステンレス銅板の冷間圧延に用いる圧
延油に係り、耐ヒートスクラッチ性に優れ、かつ圧延荷
重を低減することができ、しかも圧延後の鋼板の光沢を
向上することができる圧延油に関するものである。

（従来の技術） ステンレス銅板は変形抵抗が高いため、冷間圧延は一般
にφ１００　ｍｍ以下の小径ワークロールを有した多段
式圧延機を用いて、圧延油をニート（原液）のままで供
給して行っている。

ところで、圧延油に要求される性能は、■　低圧延荷重
で高圧下率が得られること、■　高速圧延および高圧下
率圧延など過酷な条件で圧延してもヒートスクラッチ（
焼付疵）がロールおよび鋼板に発生しないこと、 ■　圧延後の鋼板の光沢が優れること、である。

このうち、前記■および■の特性は潤滑性に優れること
、即ち、ロールバイト内（圧延材がロールにて変形され
ている所）で圧延材とロールとの直接接触を防ぎ、摩擦
を低減させる性能である。

この性能に優れるためには、油膜が厚いこと、または潤
滑剤が圧延材やロールに化学吸着し、高温まで維持され
ること、つまり油膜強度が高いことが必要となる。

しかし、ステンレス鋼板の表面には安定な酸化皮膜が形
成されているため潤滑剤が反応し難く、化学吸着し難い
。

従って、優れた潤滑性を得るためには高粘度の圧延油を
用い、油膜厚さを高めて圧延することが行われている。

ところが、油膜厚さが厚いと圧延後の鋼板表面に油溜り
（オイルピット）が生じ光沢が低下する。

即ち前記■の特性が犠牲になる。

しかして近年、ステンレス鋼板に対して従来以上に光沢
が優れていることが要求されだしたため、潤滑性をある
程度犠牲にした圧延油を用いて低速で圧延し、優れた光
沢を得ているのが実状である。

現在広く用いられている圧延油はラウリルアルコールや
オイレルアルコールなどの高級アルコール類、ブチルス
テアレートやオクチルパルミテートなどのモノエステル
類、アジピン酸ギセバシン酸などの低炭素二塩基酸と高
級アルコールとのジエステル、トリメリド酸と高級アル
コールとのトリエステルなどを基油に配合したものであ
るが、これらはいずれも前記した■の特性は優れるが、
■、■の特性は劣るものである。

また、特開昭６２−２０１９９４号公報には前記■、■
、■の特性全てに優れる潤滑油として、分枝鎖を有する
炭素数１２〜２８の脂肪族ジカルボン酸と炭素数１〜６
の直鎖脂肪族アルコールとのジエステルと炭素数１３〜
４８のモノエステルを配合した潤滑油が開示されている
。

しかしこの潤滑油が優れた性能を示すのは圧延速度が１
００　ｍ／ｍｉｎまでであり、１００　ｍ／ｍｉｎをこ
えると潤滑性は不良となり特に、２００ｍ／ｍｉｎ以上
の圧延速度では急激に潤滑性不足となってヒートスクラ
ッチが発生し、■および■の特性を満足することができ
ず、十分なものではない。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように、圧延油に要求される性能の■、■
と■とは基本的には相反する性質のものであり、■、■
を満足する圧延油は■に劣り、■を満足する圧延油ば■
、■が劣る。そのため、２００　ｍ／ｍｉｎ以上の圧延
速度で、■〜■までの性能を全て満足する圧延油は現在
までに得られていない。

従って、従来の圧延油を用いた圧延の場合で優れた光沢
の鋼板は低速度でかつ、圧延バス回数が多く、非能率で
あり、エネルギー消費も多く製造価格が高いという問題
があった。

本発明は、圧延油に要求される性能の■、■、■の全て
を満足させ、優れた光沢のステンレス鋼板を高能率、低
価格で圧延することを可能にする圧延油を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 潤滑性は圧延油に用いる油性剤の分子構造と関係があり
、吸着基が多いこと、アルキル基の炭素数が大きいこと
、粘度が高いと潤滑性が優れること、は従来より知られ
ている。

しかし、これらの化学構造の油性剤は、融点が高く基油
中に均一に溶解し難く、粘度が高いため光沢を低下させ
るものが多い。そこで本発明者は潤滑性が良いと考えら
れる高炭素二塩基酸ジエステルについて、光沢を高める
ため、低融点、低粘度となる分子構造について検討し、
新発見に至った。

即ち、脂肪族カルボン酸を二盪体化したダイマー酸にお
いて分子構造に単環構造を有したダイマー酸を用いたジ
エステルが他の構造のダイマー酸を用いたジエステルよ
り格別価れた潤滑性および光沢性を示すことが判り、本
発明を完成させたのである。

本発明の第１は、炭素数１６〜２２の脂肪族カルボン酸
を二量体化したダイマー酸において、分子中に単環構造
を存するものの比率が６０ｗｔ％以上であるダイマー酸
と、炭素数が４〜１８の脂肪族アルコール（ただし、ス
テアリルアルコールを除く）とのジエステルを、基油に
５〜３０ｗ　ｔ％配合してなるものであり、また本発明
の第２は、更に添加剤として炭素数１６〜２２の脂肪族
カルボン酸と分枝鎖を有する炭素数１８〜２６の脂肪族
アルコールとのモノエステル類を２〜１５ｗｔ％、およ
び／または分枝鎖を有する炭素数１８〜２６の脂肪族ア
ルコール類を１〜５ｗｔ％配合したものである。

（作　　用） 以下本発明の冷間圧延油の作用を詳細に述べる。

本発明において、ダイマー酸ジエステルは本発明の冷間
圧延油に不可欠な油性剤であり、これにより優れた潤滑
性と光沢性を満足させることができる。

また、ダイマー酸の原料となる脂肪族カルボン酸の炭素
数を１６〜２２としたのは、炭素数が１５以下ではダイ
マー酸ジエステルとした際の潤滑性が不足するからであ
る。また炭素数が２３以上では、高粘度となり、光沢が
低下するため、好ましくないからである。本発明に用い
られるダイマー酸の原料となる脂肪族カルボン酸を例示
すると、シーマリン酸、オレイン酸、リノール酸、ガド
レイン酸、エルカ酸、リルイン酸などの不飽和カルボン
酸、および大豆油、ナタネ油、トウモロコシ油などの植
物油を加水分解して得られた脂肪酸などである。

特にトール油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸が好まし
い。

脂肪族カルボン酸を二量体化したダイマー酸には分子構
造が非環、単環、双環状など多種類の構造のものがある
。このうち、非環構造のものは粘度が高く光沢性に劣り
、双環構造のものは潤滑性が劣る。そこで本発明では最
も性能に優れた単環構造のものを採用することとしたの
であり、そのうち、その比率が６０ｗｔ％以上、更に望
ましくは７０ｗｔ％以上のダイマー酸が優れた潤滑性、
光沢性を示す。

また、ダイマー酸ジエステルの基油への配合量を５〜３
０ｗ　ｔ％としたのは、５ｗｔ％未満ではその優れた潤
滑性が発揮されず、また３０ｗ　ｔ％を超えると潤滑性
の向上効果が飽和する一方、粘度が高くなって光沢が低
下するからである。

また、本発明においてジエステルを構成するアルコール
を脂肪族とし、その炭素数を４〜１８としたのは、芳香
族より脂肪族の方が潤滑性が良いためであり、炭素数は
３以下では潤滑性が不足し、１９以上では高粘度および
荷吊点となって光沢性が低下するため好ましくないから
である。なお、ステアリルアルコールは炭素数が１８で
あるが飽和アルコールであり、融点が高いため本発明で
は除外する。

本発明に用いられるジエステルを構成する脂肪族アルコ
ールを例示すると、ブチルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、オクチルアルコール、２エチルヘキシルアルコー
ル、デシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシ
ルアルコール、テトラデルアルコール、セチルアルコー
ル、イソステアリルアルコール、オレイルアルコールな
どであり、潤滑性、光沢性からより好ましいのは炭素数
が６〜１４の直鎖脂肪族アルコールである。

請求項２に記載の脂肪酸モノエステルおよび／又は脂肪
族アルコールは、これらを請求項１に記載の圧延油に混
合して使用することで更に優れた潤滑性と光沢性が得ら
れる。特に摩擦係数を減少させる働きがある。

本発明において、脂肪酸モノエステルを構成する脂肪族
カルボン酸の炭素数を１６〜２２としたのは、炭素数が
１５以下では摩擦係数を減少させる働きが不足し、また
２３以上では高融点および高粘度となって光沢が低下し
好ましくないからである。このことは脂肪族アルコール
の炭素数（１８〜２６）についても同様であるから限定
した。

なお、脂肪族アルコールのうち直鎖構造のものは融点が
高く光沢不良となるため、好ましくないため、本発明で
は分枝鎖を有した構造のものを採用することとしている
。

脂肪酸モノエステルを構成する脂肪族カルボン酸を例示
すると、バルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ア
ラキン酸、ヘヘン酸、ガトレイン酸、エルカ酸、イソス
テアリン酸などである。

また分枝鎖を有する脂肪族アルコールを例示すると、イ
ソステアリルアルコール、イソオレイルアルコール、イ
ソアラキルアルコール、２−ノニルウンデカチルアルコ
ール、２−デカチルテトラデカチルアルコール、２−デ
カチルペンタデカチルアルコール、２−ウンデカチルテ
トラデカチルアルコール、２−ウンデカチルペンタデカ
チルアルコールなどである。

これら脂肪酸モノエステルの圧延油中への配合量が２ｗ
ｔ％未満では摩擦係数が低下しない。また１５ｗｔ％を
超える量を配合してもその効果は飽和し、無駄であるだ
けでなく耐焼付性が低下するため本発明では２〜１５ｗ
ｔ％とした。

脂肪酸モノエステルと同様に圧延油に配合する脂肪族ア
ルコールは、前述の脂肪酸モノエステルを構成する脂肪
族アルコールと同じものであり、炭素数、および分子構
造は同様の理由から限定した。

また、脂肪族アルコールの圧延油中への配合量が５ｗｔ
％を超えると耐焼付性が低下するため好ましくない。ま
た１ｗｔ％未満では摩擦係数を減少させる効果や、光沢
性を向上させる効果がないため本発明では１〜５＆４ｔ
％とした。

なお、本発明では基油については特に限定しないが、鉱
油および合成油を用いることができる。

鉱油については、ナフテン系鉱油、パラフィン系鉱油な
どがあげられるが、引火点を１５０　’Ｃ以上とするこ
とが火災発生の危険を回避することからも必要で、粘度
は４０’Ｃで５〜１５ｃＳｔのものが好ましい。また、
基油にダイマー酸ジエステル、脂肪酸モノエステル、脂
肪族アルコールを配合した本発明の圧延油の粘度は４０
°Ｃで６〜１６ｃＳｔであることが潤滑性、光沢性から
望ましい。

また、本発明の圧延油には請求項に記載した以外の従来
から用いられる添加剤を添加してもその性能は変わらな
い。

（実　施　例） 以下本発明の効果を確認するために行った実験について
説明する。

圧延時の油膜強度や摩擦係数は摩擦試験を行うことで相
対的に評価できるため、曽田式四球法（ＪＩＳ　Ｋ　２
５１９）により耐荷重能および焼付が発生しない状態で
の摩擦係数を測定した。

なお、ここでは固定球を被圧延材に、また回転球をロー
ルに見立て、固定球付質をＳＯ３４４０Ｃ，回転球を５
ＵＪ−２として温度１００″Ｃで、その他の試験条件や
試験方法についてはＪＩＳに準じて行った。

また光沢性については下記第１表に示す小型機による圧
延試験を行い評価した。圧延はステンレス基、熱延焼鈍
材（Ｓ１１Ｓ４３０．２．５ｔｘ５０ｗ　Ｘ２５０Ｌ）
を下記第２表のパススケジュールにより６バス実施した
。そして、６パス後の表面光沢を光沢度計で測定し光沢
性を判定した。

第１表　圧　延　機 曽田四球試験および圧延試験に用いた本発明のダイマー
酸ジエステルを下記第３表に、また添加して使用したモ
ノエステル、アルコールを同じく第４表に示した。更に
、比較用に使用したダイマー酸ジエステルを第５表に、
モノエステルおよびアルコールを第６表に夫々示した。

これらの油性剤は下記第７表に示す配合で４０°Ｃでの
粘度が９，５ｃＳｔのパラフィン系鉱油に添加して試験
を行った。

試験結果は第７表に併記して示した。また第７表には従
来から用いられている油性剤の試験結果も示した。

第２表　圧延パススケジュール 第３表 本発明例に使用したダイマー酸ジエステル第４表　本発
明例に使用したモノエステルおよびアルコール第７表本
発明例と上刃１禍よび従来例（その１）第５表 比較例に使用したダイマー酸ジエステル第６表 その他のモノエステルおよびアルコール第７表　本発明
例と比較例および従来例（その２）第７表　木発ν形り
と１祷薯舛およびｌＤ拌り（その３）上記第７表のうら
、本発明例１〜８はダイマー酸ジエステルのみを油性剤
として使用した例で、比較例の１〜７と、ｔ＝Ｊ比する
ことで限定理由を説明するごとができる。また本発明例
９〜２０はダイマー酸ジエステルとモノエステル又は／
およびアルコールを混合して使用した例で、本発明の２
１〜３０と対比することで、混合して使用した際に摩擦
係数が低減し、光沢が向上する油性剤の種類やそのν■
ｔを１Ｍ定した理由を説明することができる。

第７表より比較例や従来例は、本発明例に比べ、耐荷重
、摩療係数、光沢のいずれかにおいて劣り、本発明の圧
延油が優れていることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明した構成よりなる本発明圧延油を使用すれば、
ステンレス鋼板を高速かつ高圧下率で圧延した際に発生
ずるヒートスクラッチを防止し、かつ低荷重で圧延でき
、しかも圧延後の鋼板の光沢を富めることができる。し
たがってこの圧延油を使用することにより光沢の優れた
ステンレス鋼板を低価格で圧延することができるという
大なる効果を有する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素数１６〜２２の脂肪族カルボン酸を二量体化
   したダイマー酸において、分子中に単環構造を有するも
   のの比率が６０ｗｔ％以上であるダイマー酸と、炭素数
   が４〜１８の脂肪族アルコール（ただし、ステアリルア
   ルコールを除く）とのジエステルを、基油に５〜３０ｗ
   ｔ％配合してなる鋼板用冷間圧延油。
2. （２）添加剤として炭素数１６〜２２の脂肪族カルボン
   酸と分枝鎖を有する炭素数１８〜２６の脂肪族アルコー
   ルとのモノエステル類を２〜１５ｗｔ％、および／また
   は分枝鎖を有する炭素数１８〜２６の脂肪族アルコール
   類を１〜５ｗｔ％配合した請求項１記載の鋼板用冷間圧
   延油。