JPH0250160B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、鋼板の冷間圧延に適用する潤滑性、
潤滑安定然、新油補給性及び浮上油の再乳化分散
剤に優れた鋼板用冷間圧延油（以下圧延油と称す
る）に関するものである。 ［従来の技術］ 圧延油は、牛脂、パーム油等の動植物油、各種
合成エステル、鉱油或いはこれらの混合油に油性
向上剤、極圧添加剤、酸化防止剤等を加えたもの
に各種乳化分散剤を添加したものである。圧延に
は、圧延油を適当な濃度にタンク（以下クーラン
トタンクと称する）内で機械的撹拌によつて乳化
分散させた液（以下クーラント液と称する）が冷
却と潤滑油のプレートアウトを兼ねて、圧延ロー
ル及び鋼板表面にスプレー循環される。 近年生産性向上を図るために、圧延の高速化並
びに鋼板製造の連続化が目指され、又鋼板製造の
低コスト化を図るために、冷間圧延後鋼板表面を
脱脂洗浄せず直接焼純する方法（以下ミルクリー
ンと称する）が目指されている。このために圧延
油には優れた潤滑性特に潤滑の安定性と冷間圧延
鋼板表面の清浄性が求められている。 潤滑性及び潤滑の安定性は圧延油組成により影
響を受けるが、プレートアウト量の多少及び変化
によつても大きな影響を受ける。プレートアウト
量が少ないと潤滑不足をまねき、又プレートアウ
ト量が多くてもその量が均一性に欠けると潤滑の
変動をまねく、それ故に潤滑性及び潤滑の安定性
を得るためにはプレートアウト量が多く且つ均一
であることが望ましい。又プレートアウト量はス
プレーされるクーラント液の圧延油粒子径と大き
く関係する（粒子径が小さいとプレートアウト量
は少なくなる）ので、粒子径により潤滑性が左右
されることになる。粒子径は撹拌条件の影響を受
けやすく、圧延時にクーラメント液はクーラメン
トタンク内での撹拌の他に、循環によりポンプ、
ノズル、戻りラインを経るので撹拌条件が変化す
る。このような条件下でも、粒子径が均一且つ安
定であることが望まれる。 従来より圧延油には乳化分散剤として非イオン
系又はアニオン系の高分子化合物が使用されてい
るが、圧延油粒子は撹拌による細粒子化と合一に
よる大粒径化のために２ミクロンから40ミクロン
の広範囲の粒径分布を示す。その不均一性のため
にプレートアウト量も不均一となり、潤滑性の変
動が生じやすくなるという問題点がある。 種々検討した結果、カチオン性高分子化合物及
び／又は両性高分子化合物を乳化分散剤として使
用することによつてこの問題点を解決できた。従
来よりカチオン性高分子化合物及び両性高分子化
合物は有機物の凝集剤及び分散安定化剤として使
用されている。カチオン性高分子化合物及び両性
高分子化合物は酸性側水溶液で微量用いれば凝集
効果を示し、比較的量を多く用いれば強い分散安
定効果を示すことが知られている。これは撹拌に
より有機物は負に帯電し、電気的にカチオン性高
分子化合物及び両性高分子化合物に強く吸着する
ためであるが、微量用いた場合には粒子の表面電
位が中和され凝集効果を示し、又量を多く用いた
場合は粒子を被覆し、正の表面電位を与え、これ
による電気的斥力と高分子の立体的保護膜によ
り、合一を防ぎ分散安定効果を示すのである。 カチオン性高分子化合物及び／又は両性高分子
化合物を乳化分散剤として圧延油に使用した場
合、耐合一性が優れるため強撹拌時に形成された
粒子が撹拌力が弱まつても合一せず安定に存在す
る。又高分子化合物であるため、微粒化した粒子
を複数個包含し、比較的大きな粒子として存在さ
せるため、粒径分布は狭く、シヤープになる。そ
して粒径の大きさは、カチオン性高分子化合物或
いは両性高分子化合物の構造分子量によつてコン
トロールできる。 しかしながら、カチオン性高分子化合物及び両
性高分子化合物は乳化分散安定性には優れるが、
界面張力をほとんど低下させないので初期乳化分
散性が悪く、乳化分散するには従来に比べ高いエ
ネルギーを必要とする。このために圧延油の補給
時には簡単に乳化分散しないので目標の濃度に達
せず、必要以上に圧延油を補給して、圧延油原単
位が高くなる問題が生じる。又初期乳化分散せず
浮上した油が不均一に循環系に巻き込まれるので
潤滑変動の問題を生じると共に冷間圧延後の鋼板
表面品位を低下する。 種々検討した結果、乳化分散剤としてカチオン
性高分子化合物及び／又は両性高分子化合物、及
びHLB価が12以上の非イオン性界面活性剤を使
用することによつてこの問題を解決できた。初期
乳化分散性を乳化分散剤安定性に対して余り阻害
しないHLB価12以上の非イオン性界面活性剤の
効果によつてその目的を達し、乳化分散剤安定性
はカチオン性高分子化合物及び又は両性高分子化
合物を使用することによつてその目的を達した。 しかしながら、カチオン性高分子化合物及び又
は両性高分子化合物と高HLB価の非イオン性界
面活性剤の組合せでは、新油補給性並びに乳化分
散剤安定性には優れるが、圧延油が圧延加工の際
発生する鉄粉等とからみ合いクーラントタンク上
層部に浮上したもの（以上浮上油と称する）の再
乳化分散性に劣る。これは浮上油中に鉄石ケン等
の疎水性の金属石ケンが含まれ、高HLB価の非
イオン性界面活性剤に吸着を阻害するためであ
る。このため浮上油が不均一に循環系に巻込まれ
ることがあるので瞬間的に潤滑変動の問題を生じ
ると共に冷間圧延後の鋼板表面清浄性が低下す
る。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、前記したカチオン性高分子化
合物及び又は両性高分子化合物、及び高HLB価
の非イオン性界面活性剤の組合せにおける長所を
生かすと共に浮上油の再乳化分散性に劣る欠点を
解決したものであり、圧延の高速化、鋼板製造の
連続化並びにミルクリーンに対処し得る鋼板用冷
間圧延油を提供しようとするものである。 ［発明の構成］ 前記目的を達成するためになされた本発明は、
各種圧延油に、乳化分散剤としてNNジメチルア
ミノエチルメタクリレートの塩及び／又はNNジ
メチルアミノエチルメタクリレートとメタクリル
酸の共重合物の塩、及びHLB価12以上の非イオ
ン性界面活性剤を0.1〜５％配合し、更にHLB価
６未満の非イオン性界面活性剤を0.2％以上配合
させることを特徴とする鋼板用冷間圧延油であつ
て、初期乳化分散性を高HLB価の非イオン性界
面活性剤の効果によつてその目的を達し、浮上油
の再乳化性を低HLB価の非イオン性界面活性剤
と高HLB価の非イオン性界面活性剤の組合せ効
果によつてその目的を達した。添加する非イオン
性界面活性剤は乳化分散安定性への阻害から
HLB価が６未満の低HLB価のもの及びHLB価が
12以上の高HLB価のもので、添加量は低HLB価
のものが0.2％以上、高HLB価のものが0.1〜５
％、好ましくは低HLB価のものが0.3％以上、高
HLB価のものが、0.3〜３％である。HLB価が６
以上12未満のものは本発明におけるカチオン性高
分子化合物及び両性高分子化合物の効果を阻害す
る。低HLB価のものの添加量が0.2％より少ない
と効果はなく、又高HLB価のものの添加量が0.1
％より少ないと効果はなく５％より多いと本発明
におけるカチオン性高分子化合物及び両性高分子
化合物の効果を阻害する。 ［作用］ 非イオン性界面活性剤は、親水基と親油基から
なり、HLB価は親水基と親油基のバランスを数
値化したものである。HLB価が高い程度水基の
重量比率は高くなる。本発明でのHLB価の算出
はアトラス法に準じた。非イオン性界面活性剤
は、界面張力を低下させ、弱撹拌条件でも界面が
広げる。高HLB価のものは親水性に富むので初
基乳化分散性を容易にする。しかし非イオン性界
面活性剤は圧延油粒子と水との界面に存在するた
め、圧延油粒子への吸着が強く且つ親水基比率の
比較的高いものは本発明におけるカチオン性高分
子化合物及び両性高分子化合物と圧延油粒子との
吸着を阻害する。非イオン性界面活性剤の親油性
が強い程、いわゆるHLB価が小さい程、圧延油
粒子との吸着が強くなる。親油性が弱まつて
HLB価が12以上になると切期乳化分散能を示し
た後、クーラント液中では、その圧延油粒子への
吸着力が弱いため離脱し、本発明におけるカチオ
ン性高分子化合物及び両性高分子化合物が吸着し
やすくなるので、本発明におけるカチオン性高分
子化合物及び両性高分子化合物の効果をほとんど
阻害しない。しかし濃度効果があり、高HLB価
の非イオン性界面活性剤の添加量が５％を越える
と本発明におけるカチオン性高分子化合物及び両
性高分子化合物の効果を阻害する。親油性が強く
てもHLB価が６より小さいと親水基比率が比較
的低いので本発明におけるカチオン性高分子化合
物及び両性高分子化合物と圧延油粒子との吸着を
余り阻害しない。しかし親水基比率が低いのでほ
とんど初期乳化分散能を示さない。低HLB価の
ものは親油性に富むので浮上油中にも残存し、高
HLB価のものの吸着を助け浮上油の再乳化分散
性を容易にする。 圧延油における非イオン性界面活性剤の添加量
による初基乳化分散性に及ぼす影響を表１に示
す。

〔尚、基油としては、牛脂、オクチルステアレート、１号スピンドル油（重量比で１：１：１の混合油）、非イオン性界面活性剤Ａとしてはポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（EO：20モル、HLB価：15.0）、Ｘ％≒０〜６％、非イオン性界面活性剤Ｂとしてはソルビタンモノオーレエート（HLB価：4.3）〕

であり、第２図から明らかなように５以下が良好
な結果を示す。尚、第１図及び第２図中の粒径変
動値は次式で求めた。粒径変動値が小さい程、乳
化分散安定性に優れる。 粒径変動値（μｍ）＝D₁−D₂ D₁：ホモミキサー10000rpm30分撹拌時の平均粒
径 D₂：その後、ホモミキサー5000rpm30分撹拌時
の平均粒径 尚、試験は濃度２％、温度50℃で行つた。又カ
チオン性高分子化合物はNNジメチルアミノエチ
ルメタクリレート（平均分子量：７×10⁴）の酢
酸塩を用いた。 浮上油における非イオン性界面活性剤の添加量
による乳化分散性に及ぼす影響を表２に示す。

【表】

〔尚、供試油１、２、比較油１、２で用いた基油は牛脂、オクテルステアレート、１号スピンドル油（重量比で１：１：１）の混合油である〕

＜圧延条件＞ ●被圧延材
：SPCC：１、2tmm×100ωmm×100ｍ ●ワークロル径 ：150φmm ●ワークロル表面 ：ダル（＃240メツシユ研磨） ●圧延速度 10ｍ／min ●圧下率及び張力 ：

【表】 ●給油方法：上下ロールヘスプレー塗油（流量６
／min） ＜焼純条件＞ ●焼純炉 ：箱型焼純炉 ●焼純温度 ：550℃ ●雰囲気ガス ：HNXガス

【表】 上記表３から明らかなように供試油１、２はい
ずれも初期乳化分散性、浮上油の乳化分散性及び
乳化分散安定性に優れているのに対し、比較油１
は初期乳化分散性及び乳化分散安定性には優れて
いるが、浮上油の乳化分散性に劣り、比較油２は
初期乳化性及び浮上油の乳化分散性には優れてい
るが、乳化分散安定性に劣るものであることが理
解できる。又供試油１、２はいずれも圧延加工を
経ても浮上油の発生は無く、比較油１、２は浮上
油が発生している。ミルクリーンにおける焼純後
の鋼板表面清浄性についても供試油１、２は比較
油１、２に比べ優れた。結果を示している。 上記実施例においては圧延油として牛脂、オク
チルステアレート、鉱油の混合油を基油として用
いた例を示したが、これに限定されることなく天
然油脂、合成エステル、鉱油の単体或いは混合油
又は油性向上剤等を含む各種圧延油を用いること
も本発明に含まれることは勿論である。又本発明
のカチオン性高分子化合物の両性高分子化合物を
併用した場合でも浮上油の再乳化分散性について
はほぼ同等の効果を示すことは勿論である。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明の鋼板冷間圧延油
は、乳化分散剤としてNNジメチルアミノエチル
メタクリレートの塩及び／又はNNジメチルアミ
ノエチルメタクリレートとメタクリル酸の共重合
物の塩、及びHLB価12以上の非イオン性界面活
性剤を0.1〜５％配合して、更にHLB価６未満の
非イオン性界面活性剤を0.2％以上配合させたも
のを用いることにより、圧延油粒子が適当な大き
さを有し、初期乳化分散性、乳化分散安定性及び
浮上油の再乳化性に優れ、それにより潤滑性と潤
滑安定性に優れることになり、冷間圧延の高速化
並びに鋼板製造の連続化が可能となり生産性の向
上を図ることができると言う優れた効果を奏す
る。又圧延油基油として熱揮散性に優れたものを
用いることで、鋼板製造においてミルクリーン化
が可能となり生産コストの低減、生産性の向上を
図ることができると言う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は乳化分散安定性に対する非イオン性界
面活性剤のHLB価の影響を示すグラフ、第２図
は乳化分散安定性に対する高HLB価の非イオン
性界面活性剤の添加量の影響を示すグラフ、第３
図は供試油と比較油の粒径分布を示すグラフであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各種圧延油に、乳化分散剤としてNNジメチ
   ルアミノエチルメタクリレートの塩及び／又は
   NNジメチルアミノエチルメタクリレートとメタ
   クリル酸の共重合物の塩、及びHLB価12以上の
   非イオン性界面活性剤を0.1〜５％配合し、更に
   HLB価６未満の非イオン性界面活性剤を0.2％以
   上配合させることを特徴とする鋼板用冷間圧延
   油。