JPH04117495A - 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、冷間圧延油に関する。

従来の技術 ステンレス鋼は鉄鋼類に比へ硬く圧延に高圧を必要とす
るためロール表面に傷がつき易く、また焼付を生じ易い
。特に最近、圧延用ワークロールに耐摩耗性のよいクロ
ム・リッチのハイクロム鋼が採用され初め、これを用い
てステンレス鋼を冷間圧延すると焼付が益々発生し易く
なると云う問題が生じて来た。

この問題を解決する一つの方策は圧延油を用いて圧延鋼
板（ストリップ）とワークロール間の潤滑性を向上させ
ることであるが、潤滑性向上のため油膜を厚くすると、
結果として仕上り品の表面荒れを生ずることとなる。

別の方策は、極圧添加剤の使用である。ステンレス鋼に
有効な極圧添加剤としては従来知られている代表的成分
は沃素等のハロゲン化物であるが、その効果は満足すべ
きものでなく、ステンレス鋼の圧延時における焼付防止
には十分でない。

発明か解決しようとする課題 ステンレス鋼等の冷間圧延に際し、その焼付を防止する
だめの技術を提供する。

課題を解決するための手段 本発明は４０℃における粘度が３Ｑｃｓｔ以上である潤
滑成分と有機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩を有
効成分とする冷間圧延油に関する。

本発明に用いられる有機りん酸エステルは、水酸基含有
有機化合物とりん酸とのエステルであって、水酸基含有
有機化合物としては、脂肪族アルコール、脂環式アルコ
ール、脂芳香族アルコール、芳香族ヒドロキン化合物、
多価アルコール、ポリエーテルヒドロキン化合物、ポリ
エーテルヒドロキシ化合物等である。これらの水酸基含
有有機化合物は、りん酸基かステンレス等金属表面に化
学吸着した後、その表面に有機の分子膜を形成し、それ
自体油膜として作用するか、あるいは同時に用いられる
他の潤滑成分に対し親和性の基として作用し油膜を形成
し易くするものと考えられる。

従ってその点では比較的長鎖の炭化水素基を有するもの
が好ましいが、長鎖炭化水素を多く用いると、りん酸基
の含量が少なくなり、その活性か低下する。従って炭素
数としては１〜３０程度、特に１〜１２のものが好まし
い。

脂肪族アルコールとしては、炭素数１〜３０の側鎖を有
していてもよい飽和または不飽和のアルコールまたはそ
の水素の一部が沃素や７ノ素等のハロゲンによって置換
された形の脂肪族アルコールが例示される。好ましくは
炭素数１〜１２の脂肪族アルコールである。混合アルコ
ールを用いてよいことは当然である。不飽和アルコール
を用いると粘度を下げることができ、側鎖を有するアル
コール、例ｔｌｆ２−エチルヘキサノールヲ用ｕｌると
油膜の拡展性か向上する。

脂環式アルコールとしてはシクロヘキサノーノ呟ンクロ
ペンタノール等、脂芳香族アルコールとしては、ベンジ
ルアルコール等か例示される。

芳香族ヒドロキン化合物としてはフェノーノ呟［−ブチ
ルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール
、クレゾール等か例示される。

多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトーノ呟　
トリメチロールプロパン、ソルビタン等、ポリエーテル
ヒドロキシ化合物としては、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリオキ／エチレンアルキ
ルエーテノ呟ポリオキングロピレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等、ポリ
エステルヒドロキン化合物としてはひまし油、硬化ひま
し油等が例示される。従って、圧延油剤として、゛ひま
し油等の水酸基含有化合物を用いるときはその一部をり
ん酸化してもよい。

特に好ましいりん酸エステル残基（水酸基含有化合物）
は分子量１５〜４２１、特に１５〜１６７の脂肪族、脂
環族残基、あるいはポリエステルヒドロキン化合物残基
である。

りん酸の３つのＯＨ基の少なくとも１つは上記水酸基含
有化合物とエステルを形成しており、残りの少なくとも
一つは、芳香族アミンと塩を構成する。他の１つのＯＨ
はエステルであっても芳香族アミンとの塩であってもよ
く、あるいは遊離のＯＨ基であってもある（・はまた芳
香族アミン以外のアルカリとの塩であってもよい。有機
酸性りん酸エステルは水溶性であっても非水溶性であっ
てもよい。エステル残基は有機酸性りん酸エステル１分
子当り１〜２個有しているのが好ましく、中和度は残留
ＯＨ基の４０％以上、特に５０〜７０％が中和され、特
にその全てが芳香族アミンで中和されているのが好まし
い。

芳香族アミンとしては、少なくとも芳香族基を１つ有す
るアミンであればよいが、好ましく゛は芳香族基を２個
以上有するアミン、例えば−紋穴：％式％ ［式中、ＡｒおよびＡｒ　はそれぞれ独立して置換基を
有していてもよい芳香族基、Ｒは水素またはアルキル基
を示す］で表される化合物であって、好ましいＡｒおよ
びＡｒ　は少なくとも一方が置換基を有していてもよい
フェニル基、他方か置換基を有していてもよいフェニル
基またはナフチル基である。置換基としては、炭素数１
−１８の側鎖を有していてもよい飽和または不飽和のア
ルキル基、アルケニル基、アラルキル基、シクロアルキ
ル基、芳香族基等の炭化水素基、特に炭素数１〜１２の
アルキル基が好ましい。まｔ：置換基は１個のＡ　ｒ　
（：Ｏ〜４個有していてもよい。特に０〜２個の置換基
を有する場合、好結果が得られる。

Ａｒかナフチル基の場合、Ｎは、α位に結合していても
β位に結合していてもよい。特に好ましいＡｒはフェニ
ル基、ナフチル基、２−アルキルフェニル基、４−アル
キルフェニル基、２．４−ジアルキルフェニル基である
。

Ｒは水素または、炭素数１−１８の側鎖を有していても
よい飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基である。特に
Ｒか水素または低級アルキル基１こおいて好結果か得ら
れる。

本発明にとって好ましい典型的な芳香族アミン類の＠Ｉ
ｔン゛フェニルアミン、４−オクチルレジフェニルアミ
ン、４−ノニルジフニニルアミン、４４′−ン゛オクチ
ルン゛フェニルアミン、４，４ジノニルノフエニルアミ
ン、２．２’、４．４−テトラブチルジフェニルアミン
、２．２’−／ブチル４．４−ジオクチルジフェニルア
ミン、２．２ジメチル−４，４−ジオクチルジフェニル
アミン、２．２−ジエチル−４４−ジオクチルジフェニ
ルアミン等か例示される。特に好ましい芳香族アミンは
４−オクチルジフェニルアミンニルジフエニルアミン、
４．４　−ジオクチルジフェニルアミン、４．４　　−
ジノニルジフェニルアミン等である。

芳香族アミンは酸性りん酸エステルに対し過剰量用いて
もよい。

有機酸性りん酸エステル芳香族アミン塩は潤滑成分１０
０重量部に対し、０．２〜５重量部、より好ましくは０
．５〜３重量部用いる。有機りん酸エステルと芳香族ア
ミンは予め両者を反応させておいてもよく別々に圧延油
中に混合しておいてもよい。あるいは、使用時同時にあ
るいは別々に圧延油中に混入されるような方法で使用し
てもよい。　本発明冷間圧延油は潤滑成分として、４０
℃における粘度が３Ｑｃｓｔ以上のものを用いる。

潤滑成分の含量は圧延油全量の５重量％以上、特に１０
〜９０重量％である。

この潤滑成分は低粘度鉱物油等のそれ自体潤滑剤として
殆んど機能しない稀釈剤に溶解して、あるいは他の潤滑
成分と混合して用いてもよい。低粘度鉱物油等に稀釈す
る場合は稀釈液の粘度が８０ｃｓｔ以上ある必要はない
か、好ましくは４０℃で２０ｃｓｔ以上あるのがよい。

また他の潤滑成分、特に高級脂肪酸と多価アルコールと
のエステルと混合して用いる場合は混合物の粘度が８０
ｃｓｔ以上あるのが好ましい。４０℃で８０ｃｓｔ以上
の潤滑成分の含量が５重量％以上の圧延油においては、
他のエステル類の配合によって、潤滑成分全体の粘度が
８０ｃｓｔ以下になってもよいか、好ましくは６　０ｃ
ｓｔ（４　０℃）を切るへきでない。

本発明に用１７１られる潤滑成分としては上記要件を満
たすものであれはよいが、その様な潤滑成分は天然の動
植物油では得られ難く、従って天然油脂を変性するか合
成エステル類を用いるのか好ましい。

天然油脂の変性物としてはひまし油や硬化ひまし油のご
とき水酸基を有する油脂類に更に一価または多価カルボ
ン酸、例えばｃ１〜ｃ２ｏの脂肪族カルボン酸、例えは
オクチル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
エルカ酸、アヒエチン酸、リシノール酸、ヒドロキンス
テアリン酸，多価カルボン酸、例えばマレイン酸、フマ
ール酸、アヒエチン酸、セバシン酸、フタール酸等との
エステルか例示される。

合成エステルとしては多価アルコール、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリ
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、ジペンタエリスリトール、ソルヒタ〉等と脂肪
酸、例えはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、オレイン酸、す／−ル酸、エルカ酸、す
／ノール酸、ヒドロキイステアリン酸等とのエステル、
ひまし油または硬化ひまし油の高級脂肪酸とのエステル
、もしくは多価カルボン酸とのポリエステル高級脂肪酸
と高級脂肪族アルコールとのエステル、リンノール酸の
ポリエステル、高級脂肪族アルコール、例えはラウリル
アルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール
、オレイルアルコール、各種合成アルコール、側鎖を有
するアルコール等と多価カルボン酸、例えはマレイン酸
、フマル酸、こはく酸、アジピン酸、アゼライン酸、セ
バンン酸、ヘキサントリカルボン酸、トリメリド酸、フ
タール酸等とのエステルか例示される。

本発明酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩と併用する
に際して特に好ましい潤滑成分は、ＯＨ基を有する炭素
の隣接炭素原子に水素原子を有さないトリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール等のヒンダードアルコー
ルと高級脂肪酸とのエステルである。これらのエステル
は一般にヒンダードエステルと呼はれているか、これら
のエステルは単に耐熱性に優れているのみならず、酸性
りん酸ニスチルの芳香族アミレと併用すると高Ｕ゛極圧
に対しても油膜の粘度上昇か少なく、油膜破＠を生しな
いため、ロール／ストリップ間の金属接触を避けること
かできる。その結果鋼板の焼付を薄い油膜で防止でき、
かつ油膜を薄くできるため仕上品の表面粗れをなくすこ
とかできる。

ヒンダードアルコールとエステル化する上で好適な高級
脂肪酸は前述のごとき脂肪酸のいずれであってもよいが
、部分的にまたは全部にり／ノール酸または硬化リンノ
ール酸を用い、リンノール酸の残存水酸基の一部または
全てを他の脂肪酸、例えは酢酸、オクチル酸、ラウリン
酸、ステアリン酸、す／ノール酸、オレイン酸等のモノ
カルボン酸、７マール酸、７タール酸、マレイン酸、ア
ジピン酸等のジカルボン酸等で更にエステル化して分子
量を大きくしたものであってもよい。あるいは脂肪酸の
一部にダイマー酸を用い分子量を犬きくしたものであっ
てもよい。また天然の動植物油にヒンダードアルコール
と高級脂肪酸とを混合し、エステル交換したものであっ
てもよい。

これらの潤滑成分を冷間圧延油に用いるときは、潤滑成
分の４０℃における粘度が３Ｑｃｓｔ以上かよい。この
粘度においてステンレス鋼等の焼付を生し易い鋼の焼付
を防止することかできる。

粘度が８０ｃｓ［より低すきると油膜が薄くなり高圧下
での油膜破壊を生し易い。ステンレス鋼の冷間圧延にお
いて高圧下率を得ると、圧延圧力は非常に高い圧力、例
えばｌｏｏｏＭＰａ−５０００ＭＰａとなる。潤滑成分
の粘度が低いと高圧下での油膜厚さか十分にとれず、金
属接触を生じ傷や焼付を生ずる。多量の潤滑剤の使用は
潤滑剤の閉込めによる表面あれを生ずる。高圧下での油
膜厚さを金属接触を生じない程度にとるためには潤滑剤
の粘度を高くする必要があるが、それのみでは限界があ
る。有機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩は油膜強
度をあげ高圧下での油膜破壊の防止に特に有用である。

また潤滑成分としては、トリメチロールプロパン等のヒ
ンダードアルコールと脂肪酸とのエステル等の常温粘度
は比較的高いか高圧下で固化しにくい合成エステル、特
にヒンダードエステルを用いるのが好ましい。

この様な潤滑成分は稀釈油に稀釈して用いてもよいか、
その混合稀釈物の粘度が８０ＣＳＬ以上である必要はな
く、潤滑成分自体の粘度が８０ｃｓｔ以上であればよい
。

潤滑成分はこれを単独で用いてもよく複数種混合して用
いてもよい。通常は種々の特性を満足させるため複数種
配合して用いる。

本発明圧延油は潤滑成分を有機酸性りん酸エステルの芳
香族アミン塩に加えて、圧延油に通常配合される他の添
加剤、例えば防錆剤、極圧添加剤、乳化分散剤、油性向
上剤、酸化防止剤等を適宜配合してよい。潤滑成分に対
する有機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩（芳香族
アミン塩を過剰量用いたときはその過剰分を含めて）の
配合量は前者１００重量部に対し、後者０．２〜５重量
部、より好ましくは０．５〜３重量部である。

本発明冷間圧延油はストレート給油してもエマルジョン
給油してもよい。ストレート給油は冷間圧延では、油膜
か厚くなりすぎるｔ：め、一般にはエマルジョンで給油
する。エマルジョン給油は、水と油かすぐに分離する分
散油滴の極めて粗いものから、可溶化に近いマイクロエ
マルジョン型のものまで様々な形で使用でさ、これらの
形態は、冷間圧延では通常、安定なエマルジョン型で用
いるのか好ましい。

この様な構成をとることにより、ステンレス等の焼付を
生し易い鋼板に対しても表面光沢を劣化させることなく
高い圧下率で冷間圧延することが可能となる。

Ａ間圧延油エツルジョン中の圧延油の濃度は１〜３０重
量％、特に２〜１０重量％が好ましく、鋼板に対する圧
延油の付着量は５０〜２０００１１１ｇ／　ｍ　ｌ、特
に２００〜３００ｍａ／ｍ”が好ましい。エマルジョン
濃度が高すぎてもあるいは付着量が多すぎても仕上り品
の表面光沢が低下する。

以下、実施例をあげて本発明を説明する。

実施例 表−１に実施例及び比較例の圧延油処方及びその粘度を
示す。これらの四球式摩擦試験結果を表２に示す。

又、これらの５重量％エマルジョンを用し・た小型圧延
機での圧延試験結果を第１図、第２図に示す。

供試エステル及び有機酸性リン酸エステルアミン塩は以
下の通りである。

ペンタエリスリトール混合脂肪酸エステルペンタエリス
リトール２５重量部、オレイン酸６２．５重量部、ダイ
マー酸１２．５重量部を窒素気流下に２６０℃で８時間
反応させ酸価１０のエステルを得ｌ二。

有機酸性リン酸エステル芳香族アミン塩（八）無水リン
ｒＩｉ２０．２重量部とブチルアルコール３１．７重量
部を８０〜８５℃で２時間反応させ、その後４−オクチ
ルジフェニルアミン４８１重量部で中和した。

有機酸性リン酸エステル芳香族アミン塩（Ｂ）無水リン
酸１６．０重量部とインオクチルアルコール４４．１重
量部を８０〜８５℃で２時間反応させ、その後４−ノニ
ルジフェニルアミン３９゜９重量部で中和した。

使用したエステルの４０℃における粘度を以下に示す。

ペンタエリスリトールトリオレエー）　　　８９．５ｃ
ｓｔペンタ工リスリトール混合脂肪酸エステル６７４．
１ｃｓｔ トリメチロールプロパントリオレエート４９．４ｃｓｔ
牛　　脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　４８．
６ｃｓｔ試験条件は下記の通りである。

四球式摩擦試験 高速四球式摩擦試験機を用い、以下の条件で測定しｊ二
。

試　料　：ニート 測定温度：５０℃ 回転数　：５００ｒｐｍ ポール　：　Ｉ　ｌ／２インチ、 ５ＵＪ−２及び５ＵＳ４４０Ｃ 荷重負荷速度：　ｌ　２０＃ｉ？ｆ／ｍｉｎ圧延試験 ＷＲ寸法１００ｕ１００ｕＸ１３０Ｌ（の２段ミル小型
圧延機を用いて以下の条件で圧延試験を行なつｔこ。

ロール周速：　　ｌ　２ｍ／ｍｉｎ ロール粗度　Ｒａ　　Ｏ，２μｍ 圧延油濃度：５％ 圧延油温度：５０℃ 総歪（％）は次式により求めた。

ＨＱ、原板板厚、ｈ：出側板厚 表−２ 四球式摩擦試験結果（耐圧荷重、ｋｇｆ）本発明圧延油
剤を用いると焼付を生ずることなくステンレス鋼の高圧
下高速冷間圧延か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は実施例および比較例で得られた圧
延試験結果を示す。 特許出願人　日本クエーカー・ケミカル株式会社代　理
　人　弁理士　青　山　葆　はか１名第１図 λ度へ輩粒Ｌ ＳＵＳ４’３０ ２゜ ３つ ４゜ ５つ ・６０ 総 歪 （％） 第２図 五疋へ敗呈Ｌ ＵＳ３０４ ５つ 絖 （％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、４０℃における粘度が８０ｃｓｔ以上である潤滑成
   分と有機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩を含む冷
   間圧延油。 ２、潤滑成分１００重量部に対し有機酸性りん酸エステ
   ルの芳香族アミン塩０．２〜５重量部を含有する請求項
   １記載の圧延油。 ３、潤滑成分が高級脂肪酸と多価アルコールのエステル
   である請求項１記載の圧延油。 ４、潤滑成分がヒンダードエステル類である冷間圧延に
   用いるための請求項１記載の圧延油。 ５、有機酸性りん酸エステルが脂肪族アルコール、脂環
   式アルコール、脂芳香族アルコール、芳香族ヒドロキシ
   化合物、多価アルコール、ポリエーテルヒドロキシ化合
   物、ポリエステルヒドロキシ化合物等の水酸基含有化合
   物の有機酸性りん酸エステルから選ばれる請求項１記載
   の圧延油。 ６、芳香族アミンが一般式： Ａｒ−ＮＲ−Ａｒ′ ［式中、ＡｒおよびＡｒ′はそれぞれ独立して置換基を
   有していてもよい芳香族基、およびＲは水素または低級
   アルキル基を示す］である請求項１記載の圧延油。