JPH0214957B2 - - Google Patents
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Description
本発明は金属を加工する際の潤滑剤に関するも
のであり、さらに詳しくはステンレス鋼および非
鉄金属、たとえばアルミニウム,銅およびそれら
の合金などを加工、特に冷間圧延加工する際に使
用する潤滑剤に関するものである。
通常、金属を加工する方法としては圧延、引抜
き、プレス、切削、絞り、アイヨニングなどがあ
り、それぞれの方法に適した潤滑剤が使用されて
いる。特に金属の圧延加工、すなわち金属を圧延
機により圧延して薄い金属板を作るためには熱間
圧延と冷間圧延とが行われており、冷間圧延には
種々の潤滑剤が使用されている。また熱間圧延に
おいてもアルミニウムおよびその合金などの場合
には潤滑剤が使用されている。金属の冷間圧延に
おいてはさらに圧延後に加工面の硬化を防ぐ目的
で金属板を焼鈍し、その硬度を下げる作業が行わ
れることが多い。
このような金属加工、特に金属の冷間圧延にお
いて用いられる潤滑剤に要求される性質は圧延性
が良好、すなわち油性および油膜強度が大である
こと、冷却性が良好であること、金属材の仕上げ
面(光沢)が良好であること、潤滑剤が安定、安
全で寿命が長いこと、金属材表面に均一によく付
着すること、給油が簡単で経済的であること、焼
鈍後に金属板上にオイルステインと呼ばれる除去
しがたい汚れを発生しないこと、金属材および圧
延機部品にさびを発生させないことなどである。
近年冷間圧延機が高速化し、塑性加工における変
形熱および摩擦熱が大きくなつてきたため、潤滑
剤に要求される性質の中で特に冷却性および熱に
対する安全性が重視されるようになつてきた。
従来、冷間圧延用潤滑剤には低粘度品ほど冷却
性が大きいという理由から低粘度鉱油が使用され
ていたが、低粘度鉱油は引火点も低いため、高速
圧延時に火災が発生するという危険性がある。そ
こで水が火災安全性および冷却性に優れていると
いう性質を利用して、低粘度鉱油またはパーム
油,牛脂などの油脂類を水に分散もしくは乳化さ
せた鉱油系または油脂系ソリユーブル油が使用さ
れだしてきた。たとえば鉱油系ソリユーブル油は
低粘度の鉱油に乳化剤を混合したものを水に加え
撹拌、混和して作られる。しかしながら鉱油系ソ
リユーブル油は潤滑性が乏しく、しかも種々の添
加剤、特に金属系の添加剤が焼鈍工程においてオ
イルステインを生ずる場合があり、大きな欠点と
されている。一方、油脂系ソリユーブル油も広く
使われており、その潤滑性のすぐれた点で注目さ
れているが、使用時に絶えず加熱撹拌しながら給
油しないと均一なエマルジヨンが得られない欠点
がある。またオイルステイン発生防止のため行な
う洗浄にはアルカリ、溶剤、あるいは電解洗浄な
どがあるが、かなりの設備と労力を要するにもか
かわらず十分な洗浄効果をあげるには至つていな
い。
そこで本発明者らは上記の従来公知の金属加工
用潤滑剤、特に金属冷間圧延用潤滑剤の問題点を
解決するために研究を重ねた結果、本発明を完成
するに至つた。
本発明は金属加工、特に金属の冷間圧延におい
て高速圧延時における冷却性および火災防止性が
きわめて良好であり、かつ圧延性,防錆性,乳化
安定性に優れ、しかも焼鈍処理によるオイルステ
インの発生が少なく、圧延後の金属の表面状態が
きわめて良好であるという種々の特性をかね備え
た、金属、特にステンレス鋼およびアルミニウ
ム、銅およびそれらの合金などの非鉄金属の金属
加工用潤滑剤を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は2発明を含み、その特定発
明は、
(a) 炭素数8〜22の脂肪族1価アルコール100重
量部,
(b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油0〜
800重量部,
(c) 炭素数8〜22のアルキル基またはアルケニル
基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステル0.1〜100重量部,
(d) 一般式 R1〔―O−(R2O)n−R3〕o
(上式中、R1およびR3は水素,炭化水素基ま
たはアシル基であり、R1とR3は同一でも異な
つていてもよく、R2はアルキレン基であり、
nは1〜6,m×nは1〜20である)で表わさ
れる界面活性剤0.1〜200重量部
を含有する潤滑剤原液を4〜1000重量倍の水に乳
化させてなることを特徴とする金属加工用潤滑剤
を提供するものであり、またその第2発明は、
(a) 炭素数8〜22の脂肪族1価アルコール100重
量部,
(b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油0〜
800重量部,
(c) 炭素数8〜22のアルキル基またはアルケニル
基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステル0.1〜100重量部,
(d) 一般式 R1〔―O−(R2O)n−R3〕o
(上式中、R1およびR3は水素,炭化水素基ま
たはアシル基であり、R1とR3は同一でも異な
つていてもよく、R2はアルキレン基であり、
nは1〜6,m×nは1〜20)で表わされる界
面活性剤0.1〜200重量部,
(e) 数平均分子量250〜3000のポリブテン1〜250
重量部
を含有する潤滑剤原液を4〜1000重量倍の水に乳
化させてなることを特徴とする金属加工用潤滑剤
を提供するものである。
以下、本発明による金属加工用潤滑剤について
より具体的に説明する。
本発明でいう(a)成分とは炭素数8〜22、好まし
くは炭素数10〜18の脂肪族1価アルコールおよび
それらの混合物のことである。この脂肪族アルコ
ールとしては飽和アルコール,不飽和アルコール
およびそれらの混合物のいずれでも使用できる
が、熱的な安定性の面から飽和アルコールの方が
好ましい。またこの脂肪族アルコールとして直鎖
アルコール,分枝アルコールおよびそれらの混合
物のいずれでも使用できる。本発明に使用できる
(a)成分のアルコールとしては、たとえばオクチル
アルコール,ノニルアルコール,デシルアルコー
ル,ウンデシルアルコール,ドデシルアルコール
(ラウリルアルコール),トリデシルアルコール,
テトラデシルアルコール(ミリスチルアルコー
ル),ペンタデシルアルコール,ヘキサデシルア
ルコール(セチルアルコール),ヘプタデシルア
ルコール,オクタデシルアルコール(ステアリル
アルコール),エイコシルアルコール,ドコシル
アルコール,オクタデセニルアルコール(オレイ
ルアルコール),オクタデカトリエニルアルコー
ル(リノレイルアルコール)およびこれらの混合
物などがあげられる。本発明でいう(a)成分のアル
コールとしては天然品および合成品を問わず任意
の方法により製造されたものを使用できるが、た
とえばヤシ油や牛脂などの天然油脂のナトリウム
還元および/または水添により得られる混合アル
コール,オキソ法により合成されるオキソアルコ
ールおよびチーグラー法によつてエチレンおよび
金属アルキルから誘導される合成アルコールなど
を用いることができる。
本発明において(a)成分として使用される脂肪族
1価アルコールとしては炭素数8〜22のものを使
用することが必要であり、炭素数が22を越えるも
のは常温でも固体状となり作業性が悪く、さらに
焼鈍処理によりオイルステインが発生しやすい。
また炭素数が8に達しないものは圧延性が劣し
く、かつ刺激臭のために作業性が悪くなる。また
この(a)成分を用いない場合には潤滑剤の圧延性が
低下し、また潤滑剤原液の水乳化性も悪くなるの
で好ましくない。
本発明でいう(b)成分とは40℃において1.5〜
35cst,好ましくは2.0〜15cstの粘度範囲を有する
鉱油である。(b)成分の鉱油としては、上記の粘度
範囲内のものであれば任意の種類のものを使用で
きるが、通常原油を蒸留して得られる潤滑油留分
を任意の精製処理、たとえば溶剤精製,硫酸処
理,水添精製,白土処理などにかけて得られる鉱
油を使用するのが好ましい。
(b)成分の配合量は(a)成分100重量部に対して0
〜800重量部、好ましくは30〜300重量部、より好
ましくは50〜150重量部である。(b)成分は必ずし
も使用する必要はないが、(b)成分を上記範囲内で
(a)成分に配合することにより、潤滑剤の粘度を調
整することができ、圧延工程において圧延機ロー
ルと金属板との密着性をより高めることができ
る。しかし(b)成分の配合量が前記範囲を越える場
合には圧延性が悪くなり、また焼鈍処理によるオ
イルステインが発生しやすく、さらに潤滑剤原液
の乳化性も悪くなるので好ましくない。
本発明でいう(c)成分とは、炭素数8〜22、好ま
しくは炭素数9〜20のアルキル基またはアルケニ
ル基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステルもしくはそれらの混合物の
ことである。この脂肪族ジカルボン酸としては特
にコハク酸が好ましく用いられる。脂肪族ジカル
ボン酸としてコハク酸を用いた場合、本発明でい
う(c)成分の炭素数8〜22のアルキル基またはアル
ケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸の無水物と
は次の一般式で表わされる化合物のことである。
(式中、Rは炭素数8〜22、好ましくは9〜20の
アルキル基またはアルケニル基を示す。)
また炭素数8〜22のアルキル基またはアルケニ
ル基を有する脂肪族ジカルボン酸またはそのエス
テルとは次の一般式で表わされる化合物のことで
ある。
(式中、Rは上記と同様のアルキル基またはアル
ケニル基を示す。またR′,R″は同種でも異種で
もよく、水素,炭素数1〜10のアルキル基もしく
は
The present invention relates to a lubricant used when processing metals, and more particularly to a lubricant used when processing stainless steel and non-ferrous metals, such as aluminum, copper, and their alloys, particularly during cold rolling. It is something. Generally, metal processing methods include rolling, drawing, pressing, cutting, drawing, and eyeloning, and lubricants suitable for each method are used. In particular, hot rolling and cold rolling are performed in the rolling process of metal, that is, rolling metal with a rolling machine to make a thin metal plate, and various lubricants are used in cold rolling. There is. Lubricants are also used in hot rolling for aluminum and its alloys. In cold rolling of metal, the metal plate is often annealed to reduce its hardness in order to prevent hardening of the processed surface after rolling. The properties required of a lubricant used in such metal processing, especially in cold rolling of metals, are good rolling properties, that is, high oiliness and oil film strength, good cooling properties, and The finished surface (glossy) must be good, the lubricant must be stable, safe and have a long service life, it must adhere well and evenly to the metal surface, the lubrication must be easy and economical, and the lubricant must be stable, safe and have a long service life. These include not producing hard-to-remove dirt called oil stain, and not causing rust on metal materials and rolling mill parts.
In recent years, cold rolling mills have become faster and the deformation heat and frictional heat generated during plastic working have increased, so cooling performance and heat safety have become particularly important among the properties required of lubricants. . Conventionally, low-viscosity mineral oils have been used as lubricants for cold rolling because the lower the viscosity, the greater the cooling properties.However, low-viscosity mineral oils also have a low flash point, which poses a risk of fire during high-speed rolling. There is sex. Therefore, taking advantage of water's excellent fire safety and cooling properties, mineral oil-based or oil-based soluble oils are used, which are made by dispersing or emulsifying low-viscosity mineral oil, palm oil, beef tallow, or other fats and oils in water. I started it. For example, mineral oil-based soluble oil is made by mixing low-viscosity mineral oil with an emulsifier and adding it to water, stirring and mixing. However, mineral oil-based soluble oils have poor lubricity, and various additives, particularly metal additives, may cause oil stains during the annealing process, which is considered a major drawback. On the other hand, oil-based soluble oils are also widely used and are attracting attention for their excellent lubricity, but they have the disadvantage that a uniform emulsion cannot be obtained unless the oil is supplied while being constantly heated and stirred during use. Further, cleaning methods for preventing oil stains include alkaline, solvent, and electrolytic cleaning, but these methods require considerable equipment and labor, but have not yet achieved a sufficient cleaning effect. The present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems with conventionally known lubricants for metal processing, particularly lubricants for metal cold rolling, and have completed the present invention. The present invention has extremely good cooling properties and fire prevention properties during high-speed rolling in metal processing, especially cold rolling of metals, and has excellent rolling properties, rust prevention properties, and emulsion stability, and also has excellent oil stain resistance due to annealing treatment. Provides a lubricant for metal processing of metals, especially stainless steel and non-ferrous metals such as aluminum, copper and their alloys, which has various characteristics such as less generation and extremely good surface condition of the metal after rolling. The purpose is to That is, the present invention includes two inventions, and the specific invention is: (a) 100 parts by weight of an aliphatic monohydric alcohol having 8 to 22 carbon atoms; (b) 0 to 0 mineral oil having a viscosity of 1.5 to 35 cst at 40°C.
800 parts by weight, (c) 0.1 to 100 parts by weight of aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, its anhydride or its ester, (d) General formula R 1 [-O-(R 2 O) n −R 3 ] o (In the above formula, R 1 and R 3 are hydrogen, a hydrocarbon group, or an acyl group, R 1 and R 3 may be the same or different, and R 2 is an alkylene group. is the basis,
A lubricant stock solution containing 0.1 to 200 parts by weight of a surfactant (n is 1 to 6, m x n is 1 to 20) is emulsified in 4 to 1000 times the weight of water. The second invention provides a lubricant for metal processing, which comprises: (a) 100 parts by weight of an aliphatic monohydric alcohol having 8 to 22 carbon atoms; (b) a lubricant having a viscosity of 1.5 to 35 cst at 40°C. Mineral oil 0~
800 parts by weight, (c) 0.1 to 100 parts by weight of aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, its anhydride or its ester, (d) General formula R 1 [-O-(R 2 O) n −R 3 ] o (In the above formula, R 1 and R 3 are hydrogen, a hydrocarbon group, or an acyl group, R 1 and R 3 may be the same or different, and R 2 is an alkylene group. is the basis,
n is 1 to 6, m x n is 1 to 20) 0.1 to 200 parts by weight of a surfactant, (e) 1 to 250 parts of polybutene with a number average molecular weight of 250 to 3000.
The present invention provides a lubricant for metal working, which is obtained by emulsifying a lubricant stock solution containing 4 to 1000 parts by weight of water. Hereinafter, the metal working lubricant according to the present invention will be explained in more detail. Component (a) as used in the present invention refers to aliphatic monohydric alcohols having 8 to 22 carbon atoms, preferably 10 to 18 carbon atoms, and mixtures thereof. As the aliphatic alcohol, any of saturated alcohols, unsaturated alcohols, and mixtures thereof can be used, but saturated alcohols are preferred from the viewpoint of thermal stability. Further, as the aliphatic alcohol, any of straight chain alcohols, branched alcohols, and mixtures thereof can be used. Can be used in the present invention
Examples of the alcohol component (a) include octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, dodecyl alcohol (lauryl alcohol), tridecyl alcohol,
Tetradecyl alcohol (myristyl alcohol), pentadecyl alcohol, hexadecyl alcohol (cetyl alcohol), heptadecyl alcohol, octadecyl alcohol (stearyl alcohol), eicosyl alcohol, docosyl alcohol, octadecenyl alcohol (oleyl alcohol), octadecyl alcohol Examples include decatrienyl alcohol (linoleyl alcohol) and mixtures thereof. As the alcohol of component (a) in the present invention, alcohols manufactured by any method, whether natural or synthetic, can be used. For example, sodium reduction and/or hydrogenation of natural oils such as coconut oil and beef tallow can be used. Mixed alcohols obtained by the method, oxo alcohols synthesized by the oxo method, and synthetic alcohols derived from ethylene and metal alkyl by the Ziegler method can be used. In the present invention, the aliphatic monohydric alcohol used as component (a) must have 8 to 22 carbon atoms, and those with more than 22 carbon atoms are solid even at room temperature and have poor workability. Moreover, oil stains are likely to occur during annealing.
Further, those having less than 8 carbon atoms have poor rolling properties and have a irritating odor, resulting in poor workability. Furthermore, if this component (a) is not used, the rolling properties of the lubricant will decrease, and the water emulsifying properties of the lubricant stock solution will also deteriorate, which is not preferable. Component (b) in the present invention is 1.5 to 1.5 at 40°C.
Mineral oil having a viscosity range of 35 cst, preferably 2.0 to 15 cst. As the mineral oil for component (b), any type of mineral oil can be used as long as it is within the above viscosity range, but the lubricating oil fraction obtained by distilling crude oil may be subjected to any refining process, such as solvent refining. It is preferable to use mineral oil obtained through , sulfuric acid treatment, hydrogenation refining, clay treatment, etc. The amount of component (b) is 0 per 100 parts by weight of component (a).
~800 parts by weight, preferably 30-300 parts by weight, more preferably 50-150 parts by weight. Component (b) does not necessarily need to be used, but within the above range.
By adding it to component (a), the viscosity of the lubricant can be adjusted, and the adhesion between the rolling mill roll and the metal plate can be further improved in the rolling process. However, if the blending amount of component (b) exceeds the above range, rolling properties will deteriorate, oil stains are likely to occur due to annealing treatment, and emulsifying properties of the lubricant stock solution will also deteriorate, which is not preferable. Component (c) in the present invention refers to an aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or an alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, preferably 9 to 20 carbon atoms, an anhydride thereof, an ester thereof, or a mixture thereof. be. Succinic acid is particularly preferably used as the aliphatic dicarboxylic acid. When succinic acid is used as the aliphatic dicarboxylic acid, the anhydride of the aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms as component (c) in the present invention is represented by the following general formula. It is a chemical compound. (In the formula, R represents an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, preferably 9 to 20 carbon atoms.) Also, an aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms or an ester thereof It refers to a compound represented by the following general formula. (In the formula, R represents the same alkyl group or alkenyl group as above. R′ and R″ may be the same or different, and hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or
【式】を示す。ただしR
は水素もしくはメチル基を示し、nは1〜5の整
数を示す。)
上式中のR(炭素数8〜22のアルキル基または
アルケニル基)としては任意のものが使用できる
が、プロピレンやブテンのオリゴマーを原料とす
るものや直鎖のオレフインを原料とするものが好
ましい。またエステルとしてはジエステルとモノ
エステル(ハーフエステル)のいずれでも使用で
きるが、防錆性の面からモノエステルを用いる方
がより好ましい。本発明における(c)成分として特
に好ましい化合物はアルキルコハク酸,アルケニ
ルコハク酸,これらの酸とエチレングリコール,
プロピレングリコール,ポリエチレングリコー
ル,ポリプロピレングリコールとのエステルおよ
びそれらの混合物である。
(c)成分の配合量は(a)成分100重量部に対して0.1
〜100重量部、好ましくは1〜50重量部、より好
ましくは4〜20重量部である。(c)成分を用いない
場合、あるいは(c)成分の配合量が前記範囲に満た
ない場合は、潤滑剤の防錆性が弱いため圧延機ま
わりの機器にさびが発生し、また圧延性も低下す
るので好ましくない。一方(c)成分の配合量が前記
範囲を越えてももはや潤滑剤の防錆性および圧延
性はあまり変わらず、(c)成分をそのように多量に
用いる必要はない。
本発明でいう(d)成分とは、一般式
R1〔―O−(R2O)n−R3〕o (1)
で表わされる界面活性剤である。
(1)式において、R2はアルキレン基であり、該
アルキレン基の炭素数は2〜8であることが好ま
しく、一分子中に炭素数の異なるアルキレン基が
存在してもよい。特に好ましいアルキレン基はエ
チレン基およびプロピレン基であり、好ましいポ
リオキシアルキレン基はポリオキシエチレン基、
ポリオキシプロピレン基およびポリオキシエチレ
ン―ポリオキシプロピレン基である。
また(1)式において、R1およびR3は水素,炭化
水素基またはアシル基であり、R1とR3は同一で
も異なつていてもよい。
ここでいう炭化水素基とは(i)飽和あるいは不飽
和の、直鎖あるいは分枝の炭素数4〜22の鎖状炭
化水素基、好ましくは炭素数10〜18の脂肪族1価
アルコールから誘導される炭素数10〜18のアルキ
ル基、例えばデシル基,ウンデシル基,ドデシル
基,テトラデシル基,ヘキサデシル基およびオク
タデシル基,(ii)2〜6価アルコール、好ましくは
グリコール,グリセリン,トリメチロールプロパ
ン,ペンタエリスリトールおよびソルビトールか
ら誘導される炭化水素残基、および(iii)置換あるい
は不置換の炭素数6〜22の芳香族炭化水素基、好
ましくは炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、たと
えばフエニル基,オクチルフエニル基,ノニルフ
エニル基,デシルフエニル基およびドデシルフエ
ニル基である。またここでいうアシル基とは、炭
素数2〜22のカルボン酸、特に炭素数2〜18の飽
和モノカルボン酸あるいは不飽和モノカルボン酸
から誘導されるものが好ましく、該カルボン酸と
してはたとえば酢酸、プロピオン酸,酪酸,イソ
酪酸,吉草酸,ピバル酸,ラウリン酸,ミリスチ
ン酸,パルミチン酸,ステアリン酸およびオレイ
ン酸などがあげられる。
前記R1とR3は同一でも異なつていてもよく、
水素,炭化水素基およびアシル基の中より任意に
選ばれるが、一方が水素であり、他方が炭化水素
基またはアシル基であることが好ましい。
また(1)式において、nは1〜6、好ましくは1
〜3の整数であり、m×nは1〜20、好ましくは
2〜14の整数をそれぞれ示している。
本発明でいう(d)成分として(1)式で表わされる界
面活性剤もしくはそれらの混合物を使用すること
ができるが、(1)式で表わされる界面活性剤のうち
特に好ましいものはポリオキシエチレン,ポリオ
キシプロピレンまたはポリオキシエチレン―ポリ
オキシプロピレンのラウリルエーテル,ミリスチ
ルエーテル,パルミチルエーテル,ステアリルエ
ーテル,オクチルフエニルエーテル,ノニルフエ
ニルエーテル,ラウリルエステル,ミリスチルエ
ステル,パルミチルエステル,ステアリルエステ
ルまたはこれらの混合物であり、(1)式でいうmが
2〜14の整数でありnが1のものである。
(d)成分の配合量は(a)成分100重量部に対して0.1
〜200重量部、好ましくは1〜100重量部、より好
ましくは5〜30重量部である。(d)成分を用いない
場合、あるいは(d)成分の配合量が前記範囲に満た
ない場合は、乳化安定性が悪くなり、潤滑剤の管
理が困難になるので好ましくない。一方、(d)成分
の配合量が前記範囲を越える場合には圧延の際の
プレートアウト性が悪化し、圧延性が悪くなるの
で好ましくない。
なお界面活性剤としては本発明の(d)成分の他に
たとえば高級脂肪酸アルカリ金属塩(セツケン),
アルキル硫酸塩,アルキルスルホン酸塩,アルキ
ルアリールスルホン酸塩などの陰イオン性界面活
性剤,高級アミンハロゲン酸塩,ハロゲン化アル
キルピリニジウム,第四級アンモニウム塩,第四
級ホスホニウム塩,第三級スルホニウム塩,ポリ
ソープ,ポリアミンなどの陽イオン性界面活性
剤,ポリオキシアルキレンリン酸エステルなどの
非イオン性界面活性剤および高級アルキルアミノ
酸,ポリアクリルアミドなどの両性界面活性剤な
ど数多くのものが知られているが、本発明の(d)成
分以外の界面活性剤を(d)成分に代えて使用した場
合には潤滑剤の乳化安定性が悪く、したがつて潤
滑剤の管理が困難になるので好ましくない。しか
しながら本発明においては、(d)成分とともに上記
に示したような(d)成分以外の界面活性剤を少量併
用してもいつこうにかまわない。
また本発明の第2発明の必須成分である(e)成分
とは数平均分子量250〜3000、好ましくは1000〜
2500のポリブテンである。このポリブテンとはイ
ソブチレンを主体としたイソブチレン―n―ブチ
レン混合物を重合して得られる無色ないしは微黄
色透明の液状ポリマーであり、本発明においては
一般に市販されているポリブデンを使用すること
ができる。さらに(e)成分としてポリブデンの末端
二重結合を既知の方法、たとえばニツケルまたは
ニツケルモリブデン酸塩触媒などを用いて水素添
加して飽和炭化水素とした水添ポリブデンも使用
することができる。本発明の特定発明の必須成分
である前記(a)〜(d)成分を所定量配合しただけで
も、その潤滑剤原液を水に乳化させることにより
各種要求性能を満足する金属加工用潤滑剤を得る
ことができるが、さらに(e)成分であるポリブデン
を所定量配合することにより、その圧延性がより
改善された金属加工用潤滑剤を得ることができ
る。(e)成分として数平均分子量が250に満たない
ものは潤滑剤の圧延性や潤滑性などの特性の改善
能力がなく、また数平均分子量が3000を越えるも
のは圧延ロールに付着して圧延ロールがべとつ
き、また焼鈍処理によりオイルステインが発生し
やすくなるので好ましくない。
(e)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して
1〜250重量部、好ましくは10〜100重量部、より
好ましくは15〜50重量部である。(e)成分の配合量
が前記範囲に満たない場合は(e)成分の配合効果が
なく、一方(e)成分の配合量が前記範囲を越える場
合には圧延ロールがべとついたり焼鈍処理により
オイルステインが発生しやすくなり、また潤滑剤
原液の乳化性が悪くなるので好ましくない。
本発明でいう潤滑剤原液とは前記の(a)〜(d)成分
または(a)〜(e)成分を所定量混合することにより得
られるが、この際に必要に応じて油性剤,極圧
剤,酸化防止剤および殺菌剤または防腐剤などの
公知の潤滑剤添加剤を配合することもできる。本
発明に使用できる油性剤としてはたとえば炭素数
8〜18の高級脂肪酸、たとえばカプリル酸,カプ
リン酸,ラウリン酸,ミリスチン酸,パルミチン
酸,ステアリン酸,オレイン酸などおよびこれら
の脂肪酸と炭素数1〜8の脂肪族アルコールもし
くはグリコールとのエステル、たとえばメチルラ
ウレート,ブチルラウレート,ブチルステアレー
ト,ペンチルオレエート,オクチルミリスチレー
ト,ソルビタンモノラウレート,ソルビタンモノ
パルミテート,オレイン酸モノグリセライド,オ
レイン酸ジクリセライドなど、さらに牛脂,豚
脂,羊脂,魚脂,鯨油などの動物油,オリーブ
油,やし油,ひまし油,なたね油,パーム油,大
豆油などの植物油およびこれらの混合物などがあ
げられる。一方、極圧剤としては、たとえばn―
ブチルジ―n―オクチルホスフイネート,ジ―n
―ブチルヘキシルホスホネート,ジ―n―ブチル
フエニルホスホネート,トリクレジルホスフエー
ト,ジブチルホスホロアミデート,アミンジブチ
ルホスフエートなどの有機リン化合物,塩素化パ
ラフイン,塩素化ジフエニルなどの有機ハロゲン
化合物,スルフイド,ジスルフイド,ジエステル
ジスルフイドなどの有機イオウ化合物などがあげ
られる。また酸化防止剤としてはたとえばN,
N′―ジ―sec―ブチル―p―フエニレンジアミ
ン,フエニル―α―ナフチルアミンなどの芳香族
アミン類,2,6―ジ―tert―ブチル―p―クレ
ゾールなどのヒンダード・フエノール類が、殺菌
剤または防腐剤としてはたとえばO―フエニルフ
エノール,テトラクロロフエノールなどのフエノ
ール系化合物,2―ヒドロキシメチル―2―ニト
ロ―1,3―プロパンジオールなどのホルムアル
デヒド供与体化合物などがあげられる。
これら公知の潤滑油添加剤は単独でもよく、ま
た数種類組み合わせて配合してもよい。この潤滑
油添加剤およびそれらの混合物の配合量は任意で
あるが通常、前記潤滑剤原液100重量部に対して
15重量部以下、好ましくは10重量部以下である。
本発明の金属加工用潤滑剤はこの潤滑剤原液
(場合によつては前記の公知の潤滑油添加剤も含
む)を4〜1000重量倍、好ましくは10〜100重量
倍の水に乳化させることにより得られる。潤滑剤
原液を水に乳化させる方法は任意であり、公知の
方法が使用できるが、代表的な方法としては機械
乳化法と転送乳化法があげられる。これらの方法
は単独でもよく、また併用してもよい。さらに機
械乳化法としてはたとえばホモミキサー,バルブ
ホモゲナイザー,コロイド法,超音波法などがあ
る。しかしながら本発明はその乳化方法に何ら制
限を受けるものでなく、均一な乳化液が製造でき
る方法であればよい。
また本発明の金属加工用潤滑剤は金属の冷間圧
延加工だけでなく、熱間圧延加工,引抜き加工,
プレス加工,切削加工,絞り加工,アイヨニング
加工などの他の金属加工においても潤滑剤として
好ましく使用されるものであり、その用途は金属
冷間圧延加工用だけに限定されるものではない。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。ただし以下の実施例は本発明に何ら制限
を加えるものではない。
実施例
第1表の組成にしたがつて本発明にかかる金属
加工用潤滑剤(本発明品1〜6)を調整した。な
お比較のために第2表の組成にしたがつて(c)成分
を加えないもの(比較品1および2)および市販
品と類似のもの(比較品3〜5)も調整した。本
発明品1〜6および比較品1〜6および比較品1
〜5は第1表および第2表に示す潤滑剤原液を9
重量倍の水に乳化させたものである。
次に本発明品1〜6と比較品1〜5について各
種試験を行つた結果を以下に示す。
1 乳化安定性試験
容量100mlのメスシリンダーに本発明品1〜
6および比較品1〜5の潤滑剤原液を10ml入
れ、次にこれに水90mlを加えた後、20秒間よく
振盪した。そしてこれを24時間室温で放置し、
その後潤滑剤の油層と水層の分離状態(乳化安
定性)を観察し、比較判定した。
油層と水層の分離状態
本発明品1 分離せず
〃 2 〃
〃 3 〃
〃 4 〃
〃 5 〃
〃 6 〃
比較品 1 分離せず
〃 2 分離せず
〃 3 分 離
〃 4 やや分離
〃 5 やや分離
2 圧延試験
本発明品1〜6および比較品1〜5を使用し
て圧延機による圧延試験を行い、圧下率(圧延
前の金属材の板厚と圧延後の板厚との差を圧延
前の板厚で割つたものを百分率で表わしたも
の)を測定することにより圧延性を比較した。
圧延荷重/板幅に対し、圧下率の大きい潤滑剤
ほど金属板がよく圧延されていることを示し、
圧延性が優れていると判定した。
使用圧延機の仕様 2段圧延機
ワークロール直径 204mm
幅 220mm
圧延速度 100m/min
圧延金属材 アルミニウム板 A1200,H材
板幅 100mm,板厚 0.4mm,
長さ 300m
潤 滑 材 スプレーにより潤滑剤をアルミニ
ウム板に噴射して圧延
第1図に本発明品1〜6および比較品1〜5
について圧延荷重/板幅と圧下率との関係を示
した。
3 板光沢試験
2の圧延試験により圧延されたアルミニウム
板の板光沢を目視により観察し、比較判定し
た。
板 光 沢
本発明品1 良 好
〃 2 〃
〃 3 〃
〃 4 〃
〃 5 〃
〃 6 〃
比較品 1 普 通
〃 2 〃
〃 3 不 良
〃 4 〃
〃 5 良 好
以上の結果より明らかなように、本発明による
金属加工用潤滑剤(本発明品)は比較品に比べて
圧延性が良好であり、しかも乳化安定性や圧延後
の板光沢が良好であるという優れた性能をかね備
えている。また本発明品1〜3に比べて本発明品
4〜6は圧延性がさらに優れており、(e)成分であ
るポリブデンの配合の効果が明確に表われてい
る。[Formula] is shown. However, R represents hydrogen or a methyl group, and n represents an integer of 1 to 5. ) In the above formula, any R (alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms) can be used, but those made from oligomers of propylene or butene or those made from linear olefins are suitable. preferable. Further, as the ester, either diester or monoester (half ester) can be used, but it is more preferable to use monoester from the viewpoint of rust prevention. Particularly preferred compounds as component (c) in the present invention are alkyl succinic acids, alkenyl succinic acids, these acids and ethylene glycol,
These are propylene glycol, polyethylene glycol, esters with polypropylene glycol, and mixtures thereof. The blending amount of component (c) is 0.1 per 100 parts by weight of component (a).
~100 parts by weight, preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 4 to 20 parts by weight. If component (c) is not used, or if the amount of component (c) is less than the above range, the rust prevention properties of the lubricant will be weak, causing rust to form on the equipment around the rolling mill, and resulting in poor rolling properties. This is not preferable because it lowers the temperature. On the other hand, even if the blending amount of component (c) exceeds the above range, the antirust properties and rolling properties of the lubricant will not change much, so there is no need to use such a large amount of component (c). The component (d) in the present invention is a surfactant represented by the general formula R 1 [-O-(R 2 O) n -R 3 ] o (1). In formula (1), R 2 is an alkylene group, and the alkylene group preferably has 2 to 8 carbon atoms, and alkylene groups having different carbon numbers may exist in one molecule. Particularly preferred alkylene groups are ethylene and propylene groups, and preferred polyoxyalkylene groups are polyoxyethylene groups,
They are a polyoxypropylene group and a polyoxyethylene-polyoxypropylene group. In formula (1), R 1 and R 3 are hydrogen, a hydrocarbon group, or an acyl group, and R 1 and R 3 may be the same or different. The hydrocarbon group referred to here means (i) a saturated or unsaturated linear or branched chain hydrocarbon group having 4 to 22 carbon atoms, preferably derived from an aliphatic monohydric alcohol having 10 to 18 carbon atoms; (ii) di- to hexahydric alcohols, preferably glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentadecyl, hydrocarbon residues derived from erythritol and sorbitol; and (iii) substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 22 carbon atoms, preferably aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, such as phenyl groups. , octylphenyl group, nonylphenyl group, decylphenyl group and dodecylphenyl group. The acyl group referred to herein is preferably one derived from a carboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms, particularly a saturated monocarboxylic acid or an unsaturated monocarboxylic acid having 2 to 18 carbon atoms, such as acetic acid. , propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, pivalic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid and oleic acid. The R 1 and R 3 may be the same or different,
They are arbitrarily selected from hydrogen, a hydrocarbon group, and an acyl group, but it is preferable that one is hydrogen and the other is a hydrocarbon group or an acyl group. In addition, in formula (1), n is 1 to 6, preferably 1
It is an integer from 1 to 3, and m×n each represents an integer from 1 to 20, preferably from 2 to 14. As component (d) in the present invention, a surfactant represented by formula (1) or a mixture thereof can be used, but a particularly preferred surfactant represented by formula (1) is polyoxyethylene. , polyoxypropylene or polyoxyethylene-polyoxypropylene lauryl ether, myristyl ether, palmityl ether, stearyl ether, octyl phenyl ether, nonylphenyl ether, lauryl ester, myristyl ester, palmityl ester, stearyl ester, or these m is an integer of 2 to 14 and n is 1 in formula (1). The blending amount of component (d) is 0.1 per 100 parts by weight of component (a).
~200 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight. If component (d) is not used, or if the amount of component (d) is less than the above range, the emulsion stability will deteriorate, making it difficult to manage the lubricant, which is not preferable. On the other hand, if the blending amount of component (d) exceeds the above range, plate-out properties during rolling will deteriorate, resulting in poor rolling properties, which is not preferable. In addition to component (d) of the present invention, examples of surfactants include higher fatty acid alkali metal salts (Setsuken),
Anionic surfactants such as alkyl sulfates, alkyl sulfonates, alkylaryl sulfonates, higher amine halogenates, alkylpyrinidium halides, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, tertiary A large number of surfactants are known, including cationic surfactants such as grade sulfonium salts, polysoaps, and polyamines, nonionic surfactants such as polyoxyalkylene phosphates, and amphoteric surfactants such as higher alkylamino acids and polyacrylamides. However, if a surfactant other than component (d) of the present invention is used in place of component (d), the emulsion stability of the lubricant will be poor, making it difficult to manage the lubricant. Undesirable. However, in the present invention, a small amount of a surfactant other than the component (d) as shown above may be used in combination with the component (d). In addition, component (e), which is an essential component of the second invention of the present invention, has a number average molecular weight of 250 to 3000, preferably 1000 to 3000.
2500 polybutene. This polybutene is a colorless or slightly yellow transparent liquid polymer obtained by polymerizing an isobutylene-n-butylene mixture mainly composed of isobutylene, and in the present invention, commercially available polybutene can be used. Furthermore, as component (e), it is also possible to use hydrogenated polybdenum, which is made into a saturated hydrocarbon by hydrogenating the terminal double bond of polybdenum using a known method such as a nickel or nickel molybdate catalyst. Even if only a predetermined amount of the components (a) to (d), which are essential components of the specific invention of the present invention, are blended, the lubricant stock solution can be emulsified in water to produce a metalworking lubricant that satisfies various performance requirements. However, by further blending a predetermined amount of component (e) polybutene, a metalworking lubricant with improved rolling properties can be obtained. If the number average molecular weight of component (e) is less than 250, the lubricant will not have the ability to improve properties such as rollability or lubricity, and if the number average molecular weight exceeds 3000, it will adhere to the rolling roll. This is not preferable because it becomes sticky and oil stains are likely to occur during annealing. The blending amount of component (e) is 1 to 250 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, and more preferably 15 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of component (a). If the blending amount of component (e) is less than the above range, there will be no blending effect of component (e), while if the blending amount of component (e) exceeds the above range, the rolling roll may become sticky or the annealing process may be difficult. This is undesirable because oil stains tend to occur and the emulsifying properties of the lubricant stock solution deteriorate. The lubricant stock solution as used in the present invention is obtained by mixing predetermined amounts of the above-mentioned components (a) to (d) or (a) to (e). Known lubricant additives such as pressure agents, antioxidants and fungicides or preservatives may also be included. Examples of oily agents that can be used in the present invention include higher fatty acids having 8 to 18 carbon atoms, such as caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, and combinations of these fatty acids with carbon atoms of 1 to 18. 8 with aliphatic alcohols or glycols, such as methyl laurate, butyl laurate, butyl stearate, pentyl oleate, octyl myristylate, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, oleic acid monoglyceride, oleic acid diclyceride In addition, animal oils such as beef tallow, lard, mutton fat, fish fat, and whale oil; vegetable oils such as olive oil, coconut oil, castor oil, rapeseed oil, palm oil, and soybean oil; and mixtures thereof. On the other hand, as an extreme pressure agent, for example, n-
Butyl di-n-octyl phosphinate, di-n
- Organic phosphorus compounds such as butylhexylphosphonate, di-n-butylphenylphosphonate, tricresyl phosphate, dibutylphosphoramidate, amine dibutyl phosphate, organic halogen compounds such as chlorinated paraffin, chlorinated diphenyl, sulfide , disulfide, diester disulfide, and other organic sulfur compounds. In addition, examples of antioxidants include N,
Aromatic amines such as N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine and phenyl-α-naphthylamine, and hindered phenols such as 2,6-di-tert-butyl-p-cresol are used as fungicides. Examples of preservatives include phenolic compounds such as O-phenylphenol and tetrachlorophenol, and formaldehyde donor compounds such as 2-hydroxymethyl-2-nitro-1,3-propanediol. These known lubricating oil additives may be used alone or in combination. The amount of this lubricant additive and mixture thereof can be determined arbitrarily, but it is usually based on 100 parts by weight of the lubricant stock solution.
The amount is 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less. The lubricant for metal processing of the present invention is prepared by emulsifying this lubricant stock solution (which may also include the above-mentioned known lubricating oil additives) in water in an amount of 4 to 1000 times by weight, preferably 10 to 100 times by weight. It is obtained by Any method can be used to emulsify the lubricant stock solution in water, and any known method can be used, but representative methods include mechanical emulsification and transfer emulsification. These methods may be used alone or in combination. Further, mechanical emulsification methods include, for example, a homomixer, a bulb homogenizer, a colloid method, and an ultrasonic method. However, the present invention is not limited in any way to the emulsification method, and any method that can produce a uniform emulsion may be used. Furthermore, the metal processing lubricant of the present invention is not only suitable for cold rolling processing of metals, but also for hot rolling processing, drawing processing, etc.
It is also preferably used as a lubricant in other metal processing such as pressing, cutting, drawing, eyeloning, etc., and its use is not limited to metal cold rolling. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. However, the following examples do not limit the present invention in any way. Examples Metalworking lubricants according to the present invention (invention products 1 to 6) were prepared according to the compositions shown in Table 1. For comparison, products without the addition of component (c) (Comparative Products 1 and 2) and products similar to commercially available products (Comparative Products 3 to 5) were also prepared according to the compositions shown in Table 2. Inventive products 1 to 6, comparative products 1 to 6, and comparative product 1
~5 is the lubricant stock solution shown in Tables 1 and 2.
It is emulsified in twice its weight of water. Next, the results of various tests conducted on products 1 to 6 of the present invention and comparative products 1 to 5 are shown below. 1 Emulsion stability test Inventive products 1 to 1 in a graduated cylinder with a capacity of 100ml
10 ml of the lubricant stock solutions of Comparative Products 1 to 6 and Comparative Products 1 to 5 were added thereto, and then 90 ml of water was added thereto, followed by thorough shaking for 20 seconds. Then leave this at room temperature for 24 hours,
Thereafter, the state of separation of the oil layer and water layer of the lubricant (emulsion stability) was observed and compared. Separation state of oil layer and water layer Inventive product 1 Not separated 〃 2 〃 〃 3 〃 〃 4 〃 〃 5 〃 〃 6 Comparative product 1 Not separated 〃 2 Not separated 〃 3 minutes Separated 〃 4 Slightly separated 〃 5 Slight separation 2 Rolling test A rolling test was conducted using a rolling mill using products 1 to 6 of the present invention and comparative products 1 to 5, and the rolling reduction ratio (difference between the thickness of the metal material before rolling and the thickness of the metal material after rolling) was The rollability was compared by measuring the ratio (expressed as a percentage divided by the sheet thickness before rolling).
It shows that the higher the rolling reduction ratio of a lubricant with respect to rolling load/plate width, the better the metal plate is rolled.
It was determined that the rollability was excellent. Specifications of the rolling mill used Two-high rolling mill Work roll diameter 204 mm Width 220 mm Rolling speed 100 m/min Rolled metal material Aluminum plate A1200, H material Plate width 100 mm, plate thickness 0.4 mm, Length 300 m Lubricating material Lubricant is applied to aluminum by spraying. Figure 1 shows inventive products 1 to 6 and comparative products 1 to 5.
The relationship between rolling load/plate width and rolling reduction ratio is shown. 3 Plate Gloss Test The plate gloss of the aluminum plate rolled by the rolling test in 2 was visually observed and compared. Board Gloss Invention product 1 Good 〃 2 〃 〃 3 〃 〃 4 〃 〃 5 〃 〃 6 〃 Comparative product 1 Fair 〃 2 〃 〃 3 Poor 〃 4 〃 〃 5 Good As is clear from the above results In addition, the metal processing lubricant according to the present invention (product of the present invention) has excellent rolling properties compared to comparative products, and also has excellent properties such as emulsion stability and sheet gloss after rolling. There is. In addition, compared to Inventive Products 1 to 3, Inventive Products 4 to 6 have even better rolling properties, clearly demonstrating the effect of blending polybutene as component (e).
【表】【table】
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第1図は本発明品1〜6および比較品1〜5の
圧延試験における圧延荷重/板幅と圧下率との関
係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between rolling load/plate width and rolling reduction in rolling tests of products 1 to 6 of the present invention and comparative products 1 to 5.
Claims (1)
100重量部, (b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油0〜
800重量部, (c) 炭素数8〜22のアルキル基またはアルケニル
基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステル0.1〜100重量部, (d) 一般式 R1〔―O−(R2O)n−R3〕o (上式中、R1およびR3は水素,炭化水素基ま
たはアシル基であり、R1とR3は同一でも異な
つていてもよく、R2はアルキレン基であり、
nは1〜6、m×nは1〜20である)で表わさ
れる界面活性剤0.1〜200重量部 を含有する潤滑剤原液を4〜1000重量倍の水に乳
化させてなることを特徴とする金属加工用潤滑
剤。 2 (a) 炭素数8〜22の脂肪族1価アルコール
100重量部, (b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油0〜
800重量部, (c) 炭素数8〜22のアルキル基またはアルケニル
基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステル0.1〜100重量部, (d) 一般式 R1〔―O−(R2O)n−R3〕o (上式中、R1およびR3は水素,炭化水素基ま
たはアシル基であり、R1とR3は同一でも異な
つていてもよく、R2はアルキレン基であり、
nは1〜6、m×nは1〜20である)で表わさ
れる界面活性剤0.1〜200重量部, (e) 数平均分子量250〜3000のポリブテン1〜250
重量部 を含有する潤滑剤原液を4〜1000重量倍の水に乳
化させてなることを特徴とする金属加工用潤滑
剤。[Claims] 1 (a) Aliphatic monohydric alcohol having 8 to 22 carbon atoms
100 parts by weight, (b) Mineral oil with a viscosity of 1.5 to 35 cst at 40°C.
800 parts by weight, (c) 0.1 to 100 parts by weight of aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, its anhydride or its ester, (d) General formula R 1 [-O-(R 2 O) n −R 3 ] o (In the above formula, R 1 and R 3 are hydrogen, a hydrocarbon group, or an acyl group, R 1 and R 3 may be the same or different, and R 2 is an alkylene group. is the basis,
A lubricant stock solution containing 0.1 to 200 parts by weight of a surfactant (n is 1 to 6, m x n is 1 to 20) is emulsified in 4 to 1000 times the weight of water. A lubricant for metal processing. 2 (a) Aliphatic monohydric alcohol having 8 to 22 carbon atoms
100 parts by weight, (b) Mineral oil with a viscosity of 1.5 to 35 cst at 40°C.
800 parts by weight, (c) 0.1 to 100 parts by weight of aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, its anhydride or its ester, (d) General formula R 1 [-O-(R 2 O) n −R 3 ] o (In the above formula, R 1 and R 3 are hydrogen, a hydrocarbon group, or an acyl group, R 1 and R 3 may be the same or different, and R 2 is an alkylene group. is the basis,
(n is 1 to 6, m×n is 1 to 20) 0.1 to 200 parts by weight of a surfactant, (e) 1 to 250 parts of polybutene with a number average molecular weight of 250 to 3000;
A lubricant for metal working, characterized in that it is made by emulsifying a lubricant stock solution containing 4 to 1000 parts by weight of water.
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JPS58187494A JPS58187494A (en) | 1983-11-01 |
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-
1982
- 1982-04-28 JP JP7028682A patent/JPS58187494A/en active Granted
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