JPH04519B2

JPH04519B2 -

Info

Publication number: JPH04519B2
Application number: JP60036133A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ookita; Kazuo Watanabe; Hide Uchida; Hideo Takenaka
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-02-25
Filing date: 1985-02-25
Publication date: 1992-01-07
Also published as: JPS61195196A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、鉄の圧延、鋳造あるいは引抜き、
アルミニウムや銅の押出し、タングステンやモリ
ブデンの引抜き等の各種の金属や合金の熱間加
工、特にシームレス鋼管の熱間圧延等に好適な高
温用潤滑剤組成物に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の潤滑剤組成物としては、鉱油や
重油、潤滑油、グリース又はこれらに黒鉛粉末や
二硫化モリブデン等の固体潤滑剤等を混合したも
の、あるいは、アルカリ金属硫酸塩、ホウ酸塩、
塩化カリウム、ナトリウムトリアセテート、黒鉛
粉末及び必要に応じて添加される助剤とからなる
微粉末混合物を水性分散液としたもの等が知られ
ている。

しかしながら、前者の潤滑剤組成物には、熱的
に不安定であつて使用の際に油の分解が起こり、
工具や加工物に悪影響を与えるほか、油や油の分
解物が作業環境を著しく汚染するという問題があ
り、また、後者の潤滑剤組成物には、前者の如き
問題は少ないが、特にシームレス鋼管の製造等に
おいて満足し得る性能を発揮し得ないという問題
があつた。

そこで、本発明者等は、かかる従来の潤滑剤組
成物における問題点を解決し得るものとして、先
に、黒鉛粉末とグリコール類とを主体とした高温
用潤滑剤組成物（特開昭58−47096号公報）等を
提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先に本発明者等が提案した高温用潤滑剤組成物
は、作業環境を汚染することがなく、また、高温
において優れた潤滑性能を発揮する、という点で
一応の成果を達成したが、使用時における作業性
に問題があり、また、例えばシームレス鋼管を製
造する際の如く苛酷な条件下で使用する場合には
被塗材との接着性が不足し、塗膜強度により一層
の改善が要請されると共に、塗膜の耐水性の向上
も要請される。しかも、この高温用潤滑剤組成物
を使用してシームレス鋼管を苛酷な条件下で製造
した際における製品鋼管の品質の点でも問題があ
つた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもの
で、黒鉛粉末と多価アルコール類とを主体とする
ことにより潤滑性能を維持すると共に、水溶性又
は水分散性合成高分子を併用することにより、作
業性の改善、塗膜の耐水性と強度の向上を図るこ
とができ、さらに熱間加工時における製品表面の
品質向上をも図ることができる高温用潤滑剤組成
物を提供するものである。

すなわち、本発明は、黒鉛粉末100重量部と、
多価アルコール類２〜40重量部と、アクリル系重
合体又は共重合体、酢酸ビニル系重合体又は共重
合体、エチレン系重合体又は共重合体、無水マレ
イン酸系共重合体及びスチレン系共重合体から選
ばれた１種又は２種以上の水溶性又は水分散性合
成高分子５〜40重量部とを含有する高温用潤滑剤
組成物である。

本発明において使用される黒鉛粉末は、それが
天然品であつてもよく、また、合成品であつても
よい。この黒鉛粉末としては、少なくとも75％以
上の純度のもので、平均粒径100μ以下、好まし
くは0.3〜30μのものが使用される。

また、本発明で使用される多価アルコール類と
しては、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、トリメチレングリコール、α−ブチレング
リコール、β−ブチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘ
キサメチレングリコール、ピナコール等のアルキ
レングリコールや、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール等のポリグリコールや、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、
ポリプロピレングリコール等のアルキレングリコ
ールの重合体又は共重合体であるポリアルキレン
グリコール等のグリコール類を挙げることがで
き、また、３−メチルペンタン−１，３，５−ト
リオール等の３価アルコール類や、ペンタエリス
トール等の４価アルコール類等を挙げることがで
き、好ましくは良好な結果を与える前者のグリコ
ール類である。これらの多価アルコール類は、そ
れを単独で使用してもよく、また、２種以上を組
合せた混合物として使用してもよい。

また、本発明で使用される水溶性又は水分散性
合成高分子としては、ポリアクリル酸、アクリル
酸−アクリル酸ブチル共重合体、アクリル酸−エ
チレン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル
酸ブチル共重合体エマルジヨン等のアクリル系重
合体又は共重合体や、酢酸ビニル樹脂エマルジヨ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニ
ル系重合体又は共重合体や、ポリエチレンワツク
スエマルジヨン、エチレン−エチルアクリレート
共重合体等のエチレン系重合体又は共重合体や、
スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレ
ン−無水マレイン酸共重合体等の無水マレイン酸
系共重合体や、スチレン−メチルメタクリレート
共重合体等のスチレン系共重合体を挙げることが
できる。これらのうち、好ましくは高温で凝固し
ない重合体又は共重合体であり、乾燥塗膜が耐水
性に優れかつ強度のある、例えばアクリル系、酢
酸ビニル系、エチレン系及び無水マレイン酸系の
重合体又は共重合体等である。また、これらの水
溶性又は水分散性合成高分子で水に溶解若しくは
分散しないようなものでも、本発明のような各成
分の混合物系で均一に分散し得るものであれば、
本発明にいう水溶性又は水分散性合成高分子の範
疇に入るものであり、これらの水溶性又は水分散
性合成高分子は、単独で使用してもよく、また、
２種以上を組合せた混合物として使用してもよ
い。

本発明において、上記各成分の配合割合は、黒
鉛粉末100重量部に対して、多価アルコール類が
２〜40重量部、好ましくは５〜30重量部であり、
また、水溶性又は水分散性合成高分子が５〜40重
量部、好ましくは５〜30重量部である。黒鉛粉末
100重量部に対する多価アルコール類の使用量が
２重量部より少ないと潤滑性能に劣り、また、40
重量部より多いと発煙が認められる。また、黒鉛
粉末100重量部に対する水溶性又は水分散性合成
高分子の使用量が５重量部より少ないと塗膜の耐
水性や強度が不足し、また、40重量部より多いと
発煙が認められるほか、鋼管品質に悪影響を及ぼ
す。

さらに、黒鉛粉末とその他の成分との間の配合
割合については、黒鉛粉末100重量部に対してそ
の他の成分が10〜70重量部、好ましくは10〜50重
量部であり、10重量部より少ないと塗布性や塗膜
の形成性が劣り、反対に70重量部より多いと発煙
が生じる恐れがある。

本発明の高温用潤滑剤組成物は、水中に分散さ
せて潤滑剤水分散液として使用する場合が多く、
使用時の固形分濃度については、通常５〜40重量
％、好ましくは10〜35重量％の範囲内に調製す
る。この固形分濃度の調製は、一旦高濃度、例え
ば30〜50重量％に調製しておき、使用時に使用目
的に応じた最適固形分濃度、例えば５〜40重量％
に薄めるようにしてもよい。この固形分濃度は、
薄くなり過ぎると乾燥時間が長くなつたり、形成
される塗膜の膜厚が薄くなつて良好な潤滑性能を
得ることができなくなり、反対に、濃くなり過ぎ
ると塗布し難くなる。

このようにして調製された潤滑剤水分散液は、
この潤滑剤水分散液を熱間加工すべき金属の表面
や、マンドレル、ダイス、ロール等の工具の表面
に通常の方法で塗布し、これを乾燥させて上記金
属や工具の表面に塗膜を形成させ、次いで熱間加
工を行うことにより使用される。

また、本発明の高温用潤滑剤組成物において
は、その潤滑剤組成物中に予め、あるいは、潤滑
剤水分散液を調製する際に、従来公知の第三成
分、例えば、被膜安定剤、酸化防止剤、増粘剤、
消泡剤、錆止め剤、極圧剤、腐蝕防止剤等の添加
剤を挙げることができる。これらの添加剤は必要
に応じて添加され、潤滑剤組成物あるいは潤滑剤
水分散液に対して各添加剤が有するそれぞれの特
徴を付与することができる。特に、分散安定性の
悪い系においては、水に可溶又は懸濁する性質を
有するもの、例えばカルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセル
ロース、ポリサツカライド、グアーガム等のよう
に増粘効果と分散効果とを併せ持ち、黒鉛粉末の
沈降を防止し得るようなものを使用することが好
ましい。なお、これらの第三成分の添加量は、塗
布性や取扱性等により自ずから制限されるもの
で、使用時の粘度が10〜4000cpになる量が好ま
しい。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を
具体的に説明する。

実施例１平均粒径1μの土状黒鉛（純度88％）77重量％、
ポリエチレングリコール11.5重量％及びエチレン
−エチルアクリレート共重合樹脂11.5重量％を均
一に混合して潤滑剤組成物を調製した。

この潤滑剤組成物を、黒鉛濃度が20重量％とな
るように、水に分散させて潤滑剤水分散液を調製
し、この潤滑剤水分散液を100℃に加熱した試験
片（材質：SKD−61）上にスプレー塗布し、試
験片の表面に膜厚30μの潤滑塗膜を形成した。

上記試験片を摩擦摩耗試験機に固定し、この試
験片に19.5Kgｆ／mm²の潤滑面圧力（摺動面圧力）
で圧接しながら回転する被圧延回転試験片温度を
1000℃に加熱し、両試験片の相対摺動速度1.5
ｍ／secの条件下における圧延開始３秒間の平均
摩擦係数を求めた。得られた摩擦係数の値は0.04
であつた。

次に、この実施例に係る潤滑剤水分散液を使用
し、３スタンドモデル連続ミルによる圧延を行
い、潤滑性能を表わすスラスト係数を求め、ま
た、圧延後の鋼管内面性状を観察した。得られた
スラスト係数の値は0.026であり、鋼管内面性状
は第１図の写真（注：写真中白く写つている部分
は撮影用ライトの反射である。以下他の写真につ
いても同様である。）に示すように良好であつた。

また、上記潤滑剤水分散液を100℃に加熱した
40mmφ×150mmのSKD−61製丸棒にスプレー塗布
し、その10秒後に水道水をかける方法で丸棒表面
に形成された潤滑塗膜の耐水性を調べた。この潤
滑塗膜の剥離は全く認められず良好であつた。

さらに、150μの膜厚に形成された潤滑塗膜に
エポキシ系接着剤で治具を接着し、アドヘツジヨ
ンテスターにより剥離強度を測定した。この潤滑
塗膜の剥離強度は12Kg／cm²であり、塗膜強度が優
れていることが判明した。

実施例２エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂に代
えてエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂を使用した
以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤組成物を
調製し、実施例１と同様にしてその性能試験を行
つた。得られた摩擦係数の値は0.04であり良好で
あつた。さらに、実施例１と同様にして測定した
耐水性及び剥離強度についても共に良好であつ
た。

実施例３ポリエチレングリコールに代えてポリプロピレ
ングリコールを使用し、また、エチレン−エチル
アクリレート共重合樹脂に代えてアクリル樹脂を
使用した以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤
組成物を調製し、実施例１と同様にしてその性能
試験を行つた。得られた摩擦係数の値は0.04であ
り良好であつた。さらに、実施例１と同様にして
測定した耐水性及び剥離強度についても共に良好
であつた。

実施例４上記土状黒鉛83重量％、ポリエチレングリコー
ル12重量％、アクリル樹脂４重量％及びヒドロキ
シプロピルセルロース１重量％を均一に混合して
潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様にしてそ
の性能試験を行つた。得られた摩擦係数の値は
0.04であり良好であつた。さらに、実施例１と同
様にして測定した耐水性及び剥離強度についても
共に良好であつた。

実施例５上記土状黒鉛77重量％、ポリプロピレングリコ
ール４重量％、アクリル樹脂18重量％及びヒドロ
キシプロピルセルロース１重量％を均一に混合し
て潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様にして
その性能試験を行つた。得られた摩擦係数の値は
0.04であり良好であつた。さらに、実施例１と同
様にして測定した耐水性及び剥離強度についても
共に良好であつた。

実施例６実施例１のポリエチレングリコールに代えてト
リプロピレングリコールを使用し、エチレン−エ
チルアクリレート共重合樹脂に代えてスチレン−
無水マレイン酸共重合樹脂を使用した以外は実施
例１と同様にして潤滑剤組成物を調製し、実施例
１と同様にしてその性能試験を行つた。得られた
摩擦係数の値は0.04であり良好であつた。さら
に、実施例１と同様にして測定した耐水性及び剥
離強度についても共に良好であつた。

比較例１上記土状黒鉛77重量％とポリエチレングリコー
ル23重量％とを均一に混合し潤滑剤組成物を調製
し、上記実施例１と同様にしてその性能試験を行
つた。得られた摩擦係数の値は0.04であつたが、
潤滑剤水分散液の塗布が困難でその作業性が悪か
つた。さらに、上記実施例１と同様にして測定し
た耐水性においては剥離及び溶解が認められ、ま
た、剥離強度も３Kg／cm²と低かつた。

比較例２上記土状黒鉛80重量％とアクリル樹脂20重量％
とを均一に混合し潤滑剤組成物を調製し、上記実
施例１と同様にしてその性能試験を行つた。得ら
れた摩擦係数の値は0.05であり、スラスト係数の
値は0.035であつて共に高く不良であつた。また、
第２図の写真に示すように鋼管内面性状も不良で
あつた。

比較例３ポリエチレングリコールに代えてエチレン−酢
酸ビニル共重合樹脂を使用し、比較例１と同様に
してその性能試験を行つた。得られた摩擦係数の
値が0.06で、スラスト係数の値が0.035であつて
共に高く、また、鋼管内面性状も不良であつた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多価アルコール類に加えて水
溶性又は水分散性合成高分子を併用することによ
り、熱間加工に付させる金属又は工具の表面に形
成される塗膜の潤滑性能を向上させることができ
るだけでなく、塗膜の耐水性や塗膜強度を著しく
向上させることができ、使用時の作業性を改善す
ることができると共に、極めて苛酷な条件下にお
ける使用を可能とし、製品表面の品質、特にシー
ムレス鋼管を製造した際における製品鋼管（例え
ば鋼管内面）の品質向上を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例１の高温用潤滑剤
組成物を使用してモデル連続ミルにより圧延して
得られた鋼管の内面性状を観察するために撮影さ
れた金属表面組織の顕微鏡写真、第２図は比較例
２の潤滑剤組成物を使用した場合を示す各実施例
と同様の顕微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

１黒鉛粉末100重量部と、多価アルコール類２
〜40重量部と、アクリル系重合体又は共重合体、
酢酸ビニル系重合体又は共重合体、エチレン系重
合体又は共重合体、無水マレイン酸系共重合体及
びスチレン系共重合体から選ばれた１種又は２種
以上の水溶性又は水分散性合成高分子５〜40重量
部とを含有することを特徴とする高温用潤滑剤組
成物。