JPH03221598A - 継目無し鋼管造管用潤滑剤 - 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Ｊ 本発明は、水分散型の継目無し鋼管造管用熱間潤滑剤、
とりわけマンドレルミル造管におけるマンドレルバ−用
潤滑剤に関し、スプレーで潤滑剤を塗布する時に、高温
域（１００〜４００℃）で均一かつ厚い被膜を形成し、
乾燥被膜が耐水性、耐衝撃性、さらに潤滑性にも優れる
マンドレルパー用潤滑剤に関するものである。したがっ
て。

本発明は潤滑剤製造業と鋼管製造業において有用なもの
である。

〔従来の技術〕

継目無し鋼管造管用ｆＩＩ滑剤としては、一般に油（例
えば重油、廃油など）に黒鉛粉末を混合させた、いわゆ
る油性型潤滑剤、あるいは水に黒鉛粉末を分散させた水
分散型の潤滑剤が用いられている。油性型潤滑剤は炎ま
たは煙を多量に発生するため２作業環境の悪化や火災の
危険を伴う６方、油性型潤滑剤の弊害を改善するために
、水分散型の潤滑剤としては、分散剤を用いて黒鉛を水
に分散させた組成物（特公昭６２−１７６３９号公報）
、黒鉛のバインダーとして合成樹脂を用いた組成物（特
開昭５８−１３８７９５号公報、特公昭５９−３７３１
７号公報、特開昭６０−２４０７９６号公報、特公昭６
２−０３４３５６号公報、特公昭６２−３４３５７号公
報及び特開昭６３−２３０７９６号公報）などが開示さ
れている。

しかしながら、このような水分散型の潤滑剤においては
、マンドレルバーの表面湯度が高い領域（１００〜４０
０℃）では、潤滑剤をスプレー塗布した時に、均一かつ
厚い被膜が得られず、十分な潤滑効果が発揮されない欠
点があった。さらにまた、上記従来の水分散型潤滑剤を
長期にわたって使用した場合、潤滑剤の供給配管系統の
金属面に樹脂が固着して、配管や供給スプレーノズルの
詰まりを起こすこともあり１作業性が悪いという問題点
もあった。

し発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、前記した従来の水分散型の潤滑剤の欠点を解
消し、供給系統の金属面に樹脂が固着することなく長期
にわたって作業性が良く、かつマンドレルバーが高虐度
領域（１００〜４００℃）でもマンドレルバ−表面に均
一かつ厚い被膜を形成し、極めて良好な熱間潤滑性能を
発揮することができる継目無し鋼管造管用潤滑剤を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために１本発明者らは黒鉛のマンド
レルバ−表面への付着性の向上、均−被膜形成及び潤滑
剤の安定性について、種々の研究を重ねた結果、多価金
属化合物を添加した乳化共重合体を含有することにより
、厚くかつ均一・な潤滑剤被膜が形成して、極めてすぐ
れた熱間潤滑性能を発揮し、かつ長期間安定に使用する
ことができる継目無し鋼管造管用潤滑剤となりうること
を見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の趣旨とするところは、（イ）微粉末
黒鉛１０〜４０重量％と、（ロ）ａ、０−モノエチレン
性不飽和カルボン酸と重合性ビニル系単量体との乳化共
重合体に多価金属化合物を添加した組成物を固形分とし
て１０〜４０重量％ 含有することを特徴とする継目無し鋼管造管用潤滑剤に
関するものである。

（微粉末黒鉛） 本発明において使用される微粉末黒鉛は、天然品５合成
品あるいは生状、鱗状を問わないが、平均粒径は黒鉛の
分散安定性及び潤滑剤供給装置の保守管理の面から１０
０μｍ以下であることが望ましい。また潤滑剤中の微粉
末黒鉛の含有量は。

１０〜４０重量％であることが必要である。含有量が１
０重量％未満では、高温での潤滑性能が著しく低下し、
また含有量が４０重量％を越えると接着力が悪くなり共
に不可である。

（乳化共重合体） 本発明に使用される乳化共重合体は、α、β−そノエチ
レン性不飽和カルボン酸と重合性ビニル系単量体の共重
合体組成物を使用する。

α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸又はクロトン酸等が挙げられるが、特にアクリル
酸又はメタクリル酸が好ましい。

重合性ビニル系単量体としては、上記ａ、β−モノエチ
レン性不飽和カルボン酸との共重合が可能な単量体であ
ればいずれも使用することができ、例えば、アルキル基
の炭素原子数が１−１８のアルキルアクリレート、アル
キル基の炭素原子数が１〜１８のアルキルメタクリレー
ト、アクリロニトリル、酢酸ビニル、スチレン、ビニル
トルエン等を挙げることができる。

上記のα、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と重合
性ビニル系単量体の共重合は、乳化重合法によって合成
される。

本発明の潤滑剤は、上記共重合体に多価金属化合物を添
加した組成物を、バインダーとして潤滑剤中に固形分と
して１０〜４０重量％含有することが必要である。含有
量が１０重量％未満では、被膜の接着力が悪くなり、ま
た４０重量％を越えると微粉末黒鉛の分散性が低下し、
また潤滑性能も低下するため不可である。

（多価金属化合物） 本発明に使用される多価金属化合物としては。

亜鉛、ベリリウム、カドミウム、銅、カルシウム、マグ
ネシウム、ジルコニウム、バリウム、アルミニウム、ビ
スマス、アンチモン、鉛、コバルト、鉄、及びニッケル
等の多価金属イオンを水中で生成する化合物であり、上
記金属の酸化物、水酸化物、塩基性塩、酸性塩又は中性
塩が挙げられる。

上記多価金属化合物の含有量は、本発明の前記乳化共重
合体中のカルボキシル基に対して０．　１〜ｌ化学当量
であることが必要である。添加量が０．１化学当量未満
では、潤滑剤の付着性が低下し、また添加量が１化学当
量を越えると微粉末黒鉛の分散安定性が悪くなり不可で
ある。

（その他の任意成分） 本発明の潤滑剤組成物は上記必須成分以外に、通常用い
られる他の微粉末１例えばギルツナイト微粉末、アスフ
ァルト微粉末なども使用することができる。

さらにそれら微粉末を安定に分散させる目的で、分散剤
、界面活性剤、増結剤等を添加しても本発明の効果が減
少するものではなく、その必要に応じて任意に加えるこ
とができる。

［実　　施　　例］ 次に実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこれらの実施例及び比較例によっ
て何ら制限されるものではない。

〔乳化共重合体の調製と多価金属化合物の添加〕脱イオ
ン水４４重量部に、乳化剤としてポリオキシエチレンア
ルキルエーテル硫酸エステル塩（そのアルキル基は１２
ないし１４個の炭素原子をもつ、）２．５重量部及びポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル（そのエチレ
ンオキシド付加モル数は、１２モルである。）１．７重
量部、重合開始剤として、過硫酸アンモニウム００１重
量部を添加して、７３〜７８℃に昇温する。

次いで、上記の混合液に下記の単量体混合液３１重量部
を、＋８０ｆ：１０分を要して滴下して重合させる。単
量体混合液は、メタクリル［１０重置％、アクリル酸ブ
チル２８重量％、メタクリル酸メチル２２重量％、及び
スチレン４０重量％からなるものである。

重合が終了した後、５０〜６０℃に冷却し、多価金属化
合物水溶液として、亜鉛化合物水溶液１５．５重量部を
３０±１０分を要して滴下する。亜鉛化合物水溶液の組
成は、酸化亜鉛７重量％、炭酸アンモニウム１２重量％
、２５重量％濃度のアンモニア水１４重量％及び水６７
重量％からなる。

こうして、多価金属化合物を共重合体のカルボキシル基
に対して０．６化学当量添加した本発明の乳化共重合体
組成物を得た。

第１表に示す成分を配合して本発明の潤滑剤を得た。第
１表において組成を示す数値の単位は重１％である。

第　　１　　表（り 第 表（２） 第 １ 表（３） 第 表（４） （注１） 微粉末黒鉛は、平均粒径が７μｍの鱗状天然黒鉛である
。

（注２）７クリル系樹脂エマルシヨンは、メタクリル酸
メチル７３重量部とアクリル酸ブチル２７重量部の共重
合体であって、不［！濃度が４０重量％のものである８ （注３〉酢酸ビニル系樹脂エマルションは、酢酸ビニル
８３重量部とエチレン１７重ｊ１部の共重合体であって
、不揮発分濃度＝５０重量％のものである。

（注４）分散剤は、スチレンマレイン酸共重合体のアン
モニウム水溶液であって、不揮発分濃度が１５重量％の
ものである。

（注５）消泡剤は、シリコン化合物のエマルシヨンであ
って、商品名をｒＦＳアンチ フオーム」というダウコーニング社の製品である。

（旺６）増結剤は、ヒドロキシエチルセルロースであっ
て、商品名をｒＡＧガムＨＥ 電２」という第−工業製薬−の製品である。

［性能試験］ 本発明の潤滑剤の性能を明らかにするため、第１表の組
成物について性能試験を行った。試験項目と試験方性を
以下に示し、結果を第２表、第３表及乙で第４表に示す
。

（１）付着性と被膜の均一性 ヤンドレルパーへの潤滑剤の塗布は、マンドレルバ−の
移動（８勤速度１〜４　ｍ　／　ｓ　）時に行われる。

このことを勘案して以下に示すような動的試験条件下で
付着性実験を行った。速度２．０ｍ／、ｓで移動中の５
所定温度に加熱した鋼バイブ（９０’Ｘ４ｔＸ］５０’
　ｍｍ）に試料をスプレーで塗布した後、鋼バイブを室
温まで冷却し。

鋼バイブ表面上の付着被膜（ｇ）及び被膜の均一性を調
べた。スプレー条件は以下のとおりである。

ボンブ：エアレスボン１２０６丁（グラフ材製）、圧縮
比１０：１ スプレーガン：２４ＡＬＩＡ自動ガン（スプレーインク
システム社製） ノズル口径：０．６１φｍｍ スプレー距ｇｌ　：　２００　ｍ　ｒｎ吐出圧カニ４０
Ｋｇｆｌｃｒｄ 吐出１　：　３０　ｇ　／　ｓ 鋼バイブ表面温度：１００〜４００℃ 付着量（ｇ）の測定：５回 （２）鋼表面への固着性 継目無し鋼管造管用潤滑剤は、一般に鋼製のタジクに貯
蔵され、ｍ製の配管内を経由して供給される。供給系統
内での潤滑剤の固着性を勘案して、以下の条件で潤滑剤
の固着性を評価した。すなわち、試料液５００ｍｊ２中
に試験片（ＳＰＣＤ、０．５ｘ　ｌ　ＯＯｘ　Ｉ　００
ｍｍ）を半浸漬して室温で放置し、経日ごとに試験片を
引き上げ潤滑剤の固着状態を観察評価した。

第２表　塗布被膜の均一性 ４００　　　　　△　　Δ　　△　　△　　ＸＸＸ（注
） ×は被膜が非常に不均一であること △は不均一な被膜であること ○は均一な被膜であること ０は被膜が非常に緻畜で均一であることを示す９ 第３表　付着性（単位：ｇ）（ｉｌ 第３表 付着性 （単位０ｇ） （２） 第３表 付着性 （単位二ｇ） （３） 第４表 固着性 なお、第４表中の記号の意味は、次のとおりである。

０は固着なし。

○はわずかに固着する。

△は浸漬部分に多く固着する。

×は浸漬部分及び浸漬部と未浸漬部境界に著しく固着す
る。

〔発明の効果〕

黒鉛微粉末及び微粒子状合成樹脂を主成分とする従来の
継目無し鋼管造管用潤滑剤は、マンドレルバ−の表面温
度が高い（１５０℃以上）場合、付着性が悪く均一な乾
燥被膜が得られない。ところが、多価金属化合物を添加
した共重合体組成物を含有させた本発明の継目無し鋼管
造管用潤滑剤は、均一でかつ厚い被膜を形成する。また
、配管、貯蔵タンク等の鋼面に固着することがほとんど
ない。従って、本発明の潤滑剤を使用することにより、
潤滑性能が向上するため、マンドレルミル駆動電力の低
減や圧延作業の安定化を図ること、及び作業性の改善が
可能となる。

添付の第１図は、実施例１ないし４及び比較例１ないし
３の潤滑剤を、１００℃、２００℃、３００℃及び４０
０℃において試験片に塗布した場合、１個の試験片に付
着した潤滑剤の量を示す、この図面を見れば１本発明の
潤滑剤が高温度においても鋼材によく付着することが明
瞭に理解できる。

４、

【図面の簡単な説明】

第 １図は。 本発明の継目無し鋼管造管用潤滑剤 と従来技術の潤滑剤の付着性を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）微粉末黒鉛１０〜４０重量％と、（ロ）α
   ，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と重合性ビニル
   系単量体との乳化共 重合体に多価金属化合物を添加した組成 物を固形分として１０〜４０重量％ 含有することを特徴とする継目無し鋼管造管用潤滑剤。
2. （２）多価金属化合物の添加量が、乳化共重合体の固形
   分中のカルボキシル基に対して０．１〜１化学当量であ
   る請求項第１項記載の継目無し鋼管造管用潤滑剤。