JPH03258897A

JPH03258897A - 熱間圧延油組成物

Info

Publication number: JPH03258897A
Application number: JP5608990A
Authority: JP
Inventors: Toru Hibi; 徹日比; Hirokichi Morikawa; 守川　博吉; Kazuyoshi Yamamoto; 和義山本; Jiro Ikeda; 池田　治朗; Kazuo Tatsumi; 辰己　和夫
Original assignee: DAIDO KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: DAIDO KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1991-11-19
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2918964B2

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〕本発明は金属就中綱の熱間圧延に際して、ロールと被圧
延材との接触部に作用せしめる潤滑油に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より鋼の熱間圧延油としては、鉱油、動植物油、脂
肪酸、合成エステル等を種々組み合わせて、粘度、酸価
、ケン化価等を調整し、供給されている。給油方式も直
接ノズル方式、インジェクション方式等が適用され、油
剤濃度、供給箇所（たとえば、バックアップロール、ワ
ークロール）、給油角度等各製鉄所独自の方法が考案さ
れ、スリップ防止、ロール肌荒れ防止、電力原単位削減
等圧延油を使用しての操業率向上が計られている。

圧延油に望まれる性質・性能もロール摩耗・圧延板のキ
ズ防止のため低摩擦係数を示すものが望まれる。また廃
液処理性に優れるものが良い。

現状は基油である鉱油の単独又はこれに動植物油、脂肪
酸、合成エステル等を添加し供給されたり、粉末状個体
潤滑剤（たとえば黒鉛、二硫化モリブデン、炭酸カルシ
ウム等）を基油に分散させて供給されたりしているが、
前者は耐熱性に限度があり、後者は作業環境を汚染させ
たりする欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題］二のような現状に鑑み、熱間圧延油に要求される諸性質
・性能、たとえば潤滑性、付着強度、熱安定性、廃液処
理性等はもちろん、作業環境改善に寄与すべき圧延油剤
を開発することが強く要望されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため鋭意検討した結果下記
に示す特定化合物を基油に０．１〜７０重量％溶解させ
て使用することによって、前述した目的を達成すること
を見出し、本発明を完成するに至った。即ち、付着強度
が強く、潤滑性に優れ、作業環境も大幅に改善し得るこ
の種油剤を開発するに至った。

即ち、本発明は、（１）炭素原子数が４〜４５個のα位に二重結合を有す
るオレフィンと、亜リン酸、次亜リン酸及びジアルキル
フォスファイトの少なくとも１種とから合成された下記
一般式（Ａ）で示されるアルキルフォスホン酸誘導体を
基油に０．１〜７０重量％含有せしめたことを特徴とす
る熱間圧延油組成物。

一般式（Ａ） ○ １Ｒ，−Ｐ−ＯＲ２Ｒ３（但しＲ３はＣ４〜Ｃ４，の直鎖又は分枝アルキル基、
Ｒ２又はＲ３は両方又はいずれか一方がＨ又はＣ１〜Ｃ
Ｉｌ＋の直鎖又は分枝アルキル基、オキシアルキレン基
、アルカリ金属、アルカリ土類金属を示す。）、及び（２）一般式（Ａ）で示されるアルキルフォスホン酸誘
導体と下記（１）〜（３）で示される化合物の少なくと
も１種との反応物を基油に０．１〜７０重量％含有せし
めたことを特徴とする熱間圧延油組成物に係るものであ
る。

（１）一般式　Ｒ，−Ｎ−Ｒ６で示されるアミンＲ５／（但しＲ４、Ｒ６、Ｒｈは全部又は２個又は１個がＨ又
はＣＩ−ＣＩａの直鎖又は分枝アルキル基、又はＲ６が
Ｒ１−〇−Ｒ，で示されるアルコキシル基で、残りがＨ
である。Ｒ７はＣＩ”’−Ｃ６の直鎖又は分枝アルキル
基、Ｒ，はＣ１〜Ｃ６の直鎖又は分枝アルキル基）（２）アミノアルコール（３）ポリアミン〔発明の作用〕本発明に於いて基油、たとえば鉱油、動植物油、合成エ
ステル等の単独又は組合せ油等に、燐系極圧添加剤を適
用することによって効果を発揮することを見出した。一
般に極圧添加剤では、塩素系、硫黄系、燐系又はその混
合系があるが、例えば塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸
、硫黄、硫化油脂、硫塩化油脂は、熱間圧延工程に於い
て分解され、塩素、塩化水素、亜硫酸等のガスを発生し
、機械等の錆、廃ガスによる二次公害等があり、不適当
なのは明らかである。燐系極圧剤はその恩恵まれた性質
を持っている。しかし、現状市販されている燐系極圧剤
は、アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物の
燐酸エステル（トリエステル、ジエステル、モノエステ
ル等）が供給されているが、熱分解、加水分解を受は易
く、無機燐酸の生威が早く、腐敗、腐食の原因となって
いる。

これに対し、本発明に於いては上記一般式（Ａ）又は（
Ａ）と（１）〜（３）との化合物との反応物を基油に単
独又は他の助剤と併用することにより付着性、潤滑性が
改善される。また本発明化合物は市販燐酸エステルの欠
点を充分解決できる化合物であることも下記の実験例に
も示すよろに、耐加水分解性、熱安定性、潤滑性に優れ
、無機性燐酸が生威し難く、腐食に対しても優位に働い
ている。

〈実験例〉下記第１表に示す添加剤の特性を測定した。

蚕裏土且脛ユ方　法：　試料２ｇに１０％ｋＯＨ水溶液１００ｄを加
え、９５°Ｃ１０時間加熱還流を行い、エーテル抽出し
、油層、水層の燐分を測定し、無機性燐化合物の生成度
合いより耐加水分解性の指標とした。結果を第１表に示
す。

第　　１　　表Ａ　：１Ｃ＋Ｊｚｓ　　　Ｐ　　ＯＨ ○−Ｃ２ＦＩＳＢ　：　　　　　　　　　　　　　０１（Ｃ＋ｚＨｚｓ　　Ｏ）ｚ　　Ｐ　　ＯＨＣ：　　　　
　　　　　　　　０１Ｃ＋ｚＨｚｓ　　ＯＰ　　ＯＨＨ第１表より明らかなように本発明化合物は、市販燐酸エ
ステルに比べ化学的に安定なことを示している。これは
燐と結合する原子の違いによるもので、Ｐ−Ｃ結合と、
ｐ−ｏ−ｃ結合の結合エネルギーの差によるものである
と考えられる。

九安定且：結果を第１図に示す。

〈測定条件〉試　　　料：１０〜１５　ｍｇ昇温速度：５”Ｃ／ｍｉｎ温度範囲：ＲＴ（室温）〜７００°ＣＮ２ガス量：　１００　ｄ／ｍｉｎ第１図より明らかなように、本発明化合物は熱分解温度
が高く、熱的に安定なことを物語っている。

圀推且：結果を第２図に示す。

曽田式振り子摩擦試験使用〈測定条件〉試験用鋼球：３／１６’　（４，７６ｍｍ）　ＪＩＳＢ
１５０１上級品試験用ローラービン硬１　度：ＨＲＣ６０〜６６最大揺動角：０．７ラジアン振動周期　：約４秒試験荷重　：　１５，０００ｋｇ／ｃｔｆｌ（最大接触
圧力）試料油温度：常温〜３００℃ 試料油：原液第２図より明らかなように、本発明化合物は熱的に安定
なため、高温域まで低い摩擦係数を示し、潤滑性に優れ
ていることが判る。

但し、第１及び２図中の符号は夫々次のことを示す。

Ａ：本発明化合物ＡＢ：市販燐酸エステルＢＣ：市販燐酸エステルＣ本発明で使用する一般式（Ａ）で表される化合物は、炭
素数４〜４５好ましくは６〜４５のα位に二重結合を有
するオレフィンと、亜リン酸、次亜リン酸及びジアルキ
ルフォスファイトの少なくとも１種とから合成すること
ができる。これら原料を使用する限り、その合成方法は
何等限定されない。

代表的な方法を例示すれば以下の通りである。即ち、オ
レフィンたとえば１−オクタデセン（１モル）とジアル
キルフォスファイトたとえばジイソプロピルフォスファ
イト（１，２モル）を混合し、触媒として過酸化ジター
シャリブチル、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロ
ニトリル、過酸化ラウロイル等を用い６０〜２００″Ｃ
で付加反応を行い、オクタデシルフォスホン酸ジイソプ
ロピルを得る。更に適当な触媒下、たとえば濃塩酸、濃
アルカリの存在下イソプロピル基を分解し、オクタデシ
ルフォスホン酸とすることができる。次いで必要に応し
酸化アルキレン化やアルカリ金属化を行う。この例では
ジアルキルフォスファイトを取り上げているが、次亜リ
ン酸や亜リン酸でもほぼ同様である。ここで使用するオ
レフィンとしてはその代表例を挙げれば、１−オクテン
、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−
へキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセン、１
−トコセンであり、またジアルキルフォスファイトのア
ルキル基は炭素数１〜１８の直鎖又は分枝アルキル基で
あり、その代表例として、ジエチルフォスファイト、ジ
メチルフォスファイト、ジイソプロピルフォスファイト
、ジー２−エチルへキシルフォスファイトを例示できる
。

また本発明に於いては一般式（Ａ）で表される化合物を
更に一般式（１）〜（３）で表される化合物の少なくと
も１種と反応せしめた化合物も含まれる。このような反
応物は化合物（Ａ）に比し、更に防錆力、鉱油に対する
溶解性が向上する。

これらの反応条件自体は従来公知のアミノ化反応、アミ
ノアルコールとの縮合反応の条件に従って行えばよい。

これら各化合物（１）〜（３）の使用量は上記各反応が
充分に生ずる量以下でよく、必ずしも１００％上記各反
応を行うことを要しない。通常中和価に対し、１／３〜
３７４当量程度反応せしめる。

化合物（２）のアミノアルコールとは１〜３級のアルカ
ノールアミンであり、その具体例はモノ・ジ・トリエタ
ノールアミン、Ｎ−Ｎ−ジエチルエタノ−ルアξンを挙
げることができる。また化合物（３）のポリアミンとは
、窒素原子を２個以上含有するアルキルアミンをいい、
その具体例としてトリエチレンテトラミン、ヘキサメチ
レンジアミンを例示できる。

本発明化合物であるアルキルフォスホン酸誘導体は基油
の種類、品質にもよるが、おおむね組成中１〜７０％、
好ましくは３〜２０％が適当である。

また熱間圧延油には上述のように潤滑性、付着性、極圧
性が必要であり、本発明化合物は極圧性と油性向上剤的
要素を合わせ持っていて市販燐酸エステルとは一種異な
った性質を持っている。またより付着性を向上させよう
と思う場合は高分子化合物、たとえばポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジェン、酸
化ポリオレフィン、エポキシ化ポリオレフィン、エポキ
シ化大豆油、エポキシ化ヒマシ油、エポキシ化う−ド油
のような油脂誘導体との併用も可能である。これらはお
おむね０．５〜１０重量％で充分である。

本発明組成物の基油はこの種組成物の基油として従来か
ら使用されてきたものがいずれ゛も使用でき、たとえば
その代表例として鉱物油を例示することができ、更に詳
しくはスピンドル油、マシン油、タービン油、シリンダ
ー油、モーター油等を例示できる。その他動植物油や合
成エステルも使用でき、前者としては牛脂、ラード、パ
ーム油、ナタネ油、大豆油を、後者としてはトリメチロ
ールプロパントリオレエート、オレイン酸２−エチルヘ
キシルエステルを代表例として挙げることができる。

本発明組成物は熱間潤滑剤として従来から使用されてき
た各種の分野に於いて有効に使用でき、たとえば熱間圧
延、熱間鍛造、熱間鋳造等をその具体的分野として挙げ
ることができる。

［実　施　例］本発明を理解しやすくするために以下に実施例を示すが
、下記の実施例は本発明を何等制限するものではない。

実施例１〜６及び比較例１〜４第２表に実施例１〜６、比較例１〜４の各々の成分、性
状、試験ｒｌｊ、績を示し、各側について熱間潤滑性能
評価のために付着性試験、バウデン試験、曽田式四球潤
滑試験、熱間リング圧縮試験を行った結果を示す。

性血４肋０に狡１．付着性試験第３図に示す装置を用い、下記条件（１）にて５ｐｃｃ
−５Ｄ　１００ｘｌＯＯＸｏ、８肛上に噴射塗布させ、
５秒以内に第４図に示す装置を用い条件（２）で噴射水
洗し、水分除去、２４時間放置し、付着油分量を求めた
。

条　　　件（１）ノズル　　　　　　ラウンドパターンＫＳＳ−０３４噴
射圧力（ｋｇ／ｃｍ）３噴射量　（＃！ｉ！／ｍ１ｎ）　　　　　　　３０００
給油量　（ａｉ！／ｍ１ｎ）　　　　　　　　２５噴射
時間　　（ｓｅｃ）　　　　　　　　　５試験部度　　
（”ｃ）　　　　　　　　２０条　　　件（２）ノズル　　　　　　ラウンドパターンＫＳＳ−０３４噴
射圧力（ｋｇ／ｃｍ）　　　　　　　　　１噴射量　（
＃！ｉ！／ｍ１ｎ）　　　　　　　１０００給油量　（
１１１１７ｍ１ｎ）噴射時間　　（ｓｅｃ）　　　　　　　　　５試験部度
　　（”Ｃ）　　　　　　　　２０但し第３図中（１）
は油を（２）は水を示し、又第４図中（３）は水を示す
。

２、バウデン式付着スベリ試験前記付着性試験で得た噴射油分付着試験片を用い、焼き
付きまでのスベリ回数にて潤滑性を評価した。試験条件
は下記の通りである。

試験温度　：２００°Ｃスベリ速度：　　３．８８ｍｍ／ｓｅｃ試験球　　：５
ＵＪ−２試験片　　：　　５ＰＣＣ−５Ｄ荷重　：３．０ｋｇ３、曽田弐四球耐圧試験試験温度　：２５°Ｃ試験球　　：　　ＳＵＪ　−２（３／４１ｎｃｈ）回転
数　　：　　２００　ｒ、ｐ、ｒａ−圧力上昇　：　　
０．５　ｋｇ／ｃｍ／ｍ１ｎ４、熱間リング圧縮試験ｉ、試験方法ダイスに油分を付着させて、加熱試験片を圧縮させた場
合の各油膜の潤滑性（摩擦係数）を測定した。

ｉｉ、試験条件ダイス：　　ＳＫＤ　−１２ＨＲｃ　＝６０リング材質
形状＝２０φＸＩＯφ×７制リング加熱温度：　　１１
００°ＣＸ２ｍ１ｎ荷　　　重　　　　：１００ｋｇ落下高さ　　　＝８００肛圧縮率　　　　＝４０〜５０％付着油分量　　：　　Ｉｇ／ｍ市、試験装置　　：　第５図ｉｖ、結　果内径変化率、圧縮率より摩擦係数を測定した。

結果を第２表に示す。

但し第５図中（ＩＩ）は落下荷重、（１２）は夫々ダイ
スを、（１３）はリングを示し、ｈは高さ（ｍｍ）を示
し、また矢印りは荷重が落下する方向を示す。ダイスは
塗油し、５ＫＤ−１２、ＨＲＣ＝６０テあり、またリン
グは１１００℃に加熱し、５４５Ｃ，５Ｏ５−３０４で
あり、その寸法は第６図の通りであり、Ａ＝２０ｍｍ、
Ｂ＝７ｍｍ、Ｃ＝１０帥である。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱間圧延油の熱安定性を、第２図は潤滑性を測
定した結果を示すグラフである。第３〜４図は圧延油の
付着性試験の際に使用する装置の模擬的概略図である。また第５図は熱間リング圧縮試験に於いて使用した試験
器であり、第６図はこれに用いたリングのサイズを示す
。 ■・・・油２・・・水３・・・水１１・・・　落下荷重１２・・・　ダイス１３・・・　リング（以　上）温度（’Ｃ）温ｆｆ（’Ｃ）第３図第図１第図

Claims

【特許請求の範囲】（１）炭素原子数が４〜４５個のα位に二重結合を有す
るオレフィンと、亜リン酸、次亜リン酸及びジアルキル
フォスファイトの少なくとも１種とから合成された下記
一般式（Ａ）で示されるアルキルフォスホン酸誘導体を
、基油に０．１〜７０重量％含有せしめたことを特徴と
する熱間圧延油組成物。一般式（Ａ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しＲ＿１はＣ＿４〜Ｃ＿４＿５の直鎖又は分枝アル
キル基、Ｒ＿２又はＲ＿３は両方又はいずれか一方がＨ
又はＣ＿１〜Ｃ＿１＿８の直鎖又は分枝アルキル基、オ
キシアルキレン基、アルカリ金属、アルカリ土類金属を
示す。）（２）一般式（Ａ）で示されるアルキルフォスホン酸誘
導体と下記（１）〜（３）で示される化合物の少なくと
も１種との反応物を基油に０．１〜７０重量％含有せし
めたことを特徴とする熱間圧延油組成物。（１）一般式▲数式、化学式、表等があります▼で示さ
れるアミン（但しＲ＿４、Ｒ＿５、Ｒ＿６は全部又は２個又は１個
がＨ又はＣ＿１〜Ｃ＿１＿８の直鎖又は分枝アルキル基
、又はＲ＿６がＲ＿７−Ｏ−Ｒ＿８で示されるアルコキ
シル基で、残りがＨである。Ｒ＿７はＣ＿１〜Ｃ＿６の
直鎖又は分枝アルキル基、Ｒ＿８はＣ＿１〜Ｃ＿６の直
鎖又は分枝アルキル基）（２）アミノアルコール（３）ポリアミン