JPH05214356A - アルミニウムの冷間圧延用潤滑油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】特定の動粘度を有する鉱物油と、特定の高級ア
ルコール、および特定の長鎖アルキルカーボネートを有
効成分として含有してなるアルミニウムの冷間圧延用潤
滑油。 【効果】本発明のアルミニウムの冷間圧延用潤滑油は、
アルミニウムの冷間圧延工程において、圧延速度依存性
が小さく圧延安定性に優れるとともに、ワークロールで
アルミニウム板に高圧下率の負荷をかけてもむらの無い
均一な光沢を有するアルミニウム圧延板を生産すること
ができ、したがって、アルミニウム圧延板の生産性を大
幅に上げることができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、アルミニウムの冷間圧延
用潤滑油に関し、さらに詳しくは、アルミニウムの冷間
圧延工程における圧延速度の急激に変化する領域におい
ても油膜切れ等を起こさず、圧延安定性に優れ、しか
も、ワークロールでアルミニウム板に高圧下率の負荷を
かけてアルミニウム圧延板の生産性を向上させることが
できるアルミニウムの冷間圧延用潤滑油に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】アルミニウム板をワークロール間
に挿入してさらに薄厚の板に圧延するアルミニウム板
（アルミニウム圧延板）の製造工程は、アルミニウム板
の板厚を専ら薄くする熱間圧延工程と、アルミニウム板
の最終特性、たとえば表面平滑性を考慮しながら所要の
厚さに圧延する冷間圧延工程とに大別される。

【０００３】ここに言うアルミニウム板は、純アルミニ
ウムからなる板またはアルミニウム合金からなる板であ
り、ホイル、シートなどの形態を有していてもよい。こ
の冷間圧延は特にアルミニウム板の最終特性に大きな影
響を及ぼすので、冷間圧延工程では、アルミニウム板と
ワークロールが互いに圧着し、ワークロールがアルミニ
ウム板の表面を傷つけないように、特に品質に優れた潤
滑油をアルミニウム板表面に塗布してアルミニウム板と
ワークロールとの間に潤滑油を介在させている。

【０００４】上記の冷間圧延工程で用いられる潤滑油と
しては、鉱物油が知られている。しかしながら、粘度の
高い鉱物油を上記潤滑油として用いる場合、アルミニウ
ム板とワークロールの接触弧に存在する油膜の厚みを薄
くすることが困難である。したがって、アルミニウム板
とワークロールとの間の動摩擦係数が小さく、ワークロ
ールによりアルミニウム板に高圧下率で負荷をかけるこ
とができないためアルミニウム圧延板の生産性が悪いと
いう問題がある。また、この場合、アルミニウム板とワ
ークロールの接触弧に存在する油膜に厚みむらが生じる
ため、得られるアルミニウム圧延板は、その表面の平滑
さを失うという問題がある。

【０００５】一方、粘度の低い鉱物油を上記潤滑油とし
て用いる場合、アルミニウム板とワークロールの接触弧
に存在する油膜の厚みを薄くして、ワークロールにより
アルミニウム板に圧下率を高めて負荷をかけることがで
きる。しかしながら、さらに圧下率を高めてアルミニウ
ム板に負荷をかけると、油膜切れを起こし、アルミニウ
ム板とワークロールとが接触して互いに圧着し、アルミ
ニウム板の表面を傷つけるという問題がある。

【０００６】上記のようなアルミニウム板へのワークロ
ールの圧着を防止する方法として、低粘度の鉱物油に高
級アルコールを添加した潤滑油を用いる方法が従来より
知られている。しかしながら、このような潤滑油は、ア
ルミニウム板へのワークロールの圧着を良好に防止する
ことができるものの、圧延速度の速い高速圧延域ならび
に圧延初期および圧延終期等の圧延速度変化の大きい領
域において油膜の摩擦係数の急激な低下を招き、圧延速
度が変化してしまうなど圧延速度依存性が高い。したが
って、低粘度の鉱物油に高級アルコールを添加した潤滑
油は、圧延安定性がなく、得られるアルミニウム圧延板
は光沢むらを生じるという問題がある。

【０００７】上記のような圧延速度依存性を低下させる
方法として、低粘度の鉱物油に高級アルコールを添加
し、さらに僅かの量の高級脂肪酸エステルを添加した潤
滑油を用いる方法が知られている。しかしながら、この
ような潤滑油は、上記のような圧延速度依存性を低く抑
えることができるものの、冷間圧延中にアルミニウム板
に熱処理する際に高級脂肪酸エステルが熱分解を起こ
し、アルミニウム圧延板表面にオイルステインが発生す
る。また、高級アルコールおよび高級脂肪酸エステル
は、共に油膜強度を向上させるが、その向上効果は高圧
下率領域では十分でなく、油膜切れ現象を起こす。その
結果、得られるアルミニウム圧延板はその表面に傷が付
き品質を損なうことがあった。

【０００８】したがって、圧延速度依存性が小さく圧延
安定性に優れるとともに、ワークロールでアルミニウム
板に高圧下率の負荷をかけてもむらのない均一な光沢を
有するアルミニウム圧延板を生産することができ、アル
ミニウム圧延板の生産性を大幅に向上させることができ
る冷間圧延用潤滑油の出現が従来より望まれていた。な
お、特開平２−２９６，８９８号公報には、鋼を冷間圧
延するための潤滑流体が記載されている。この潤滑流体
は、一般式ＲＯ−ＣＯ−ＯＲ’で表わされる１以上の有
機カーボネートと、必要であれば各種用途に必要な潤滑
力を有する組成物を提供するに充分な量で鉱油基剤とか
らなっている。ここに、上記式中のＲおよびＲ’は、同
一または異なるものであって、炭素原子数６〜３０の直
鎖状または分枝状アルキル基、シクロアルキル基または
シクロアルキル−アルキル基である。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、圧延速度依存性が小さく圧延
安定性に優れるとともに、ワークロールでアルミニウム
板に高圧下率の負荷をかけてもむらのない均一な光沢を
有するアルミニウム圧延板を生産することができ、アル
ミニウム圧延板の生産性を大幅に向上させることができ
るアルミニウムの冷間圧延用潤滑油を提供することを目
的としている。

【００１０】

【発明の概要】本発明に係るアルミニウムの冷間圧延用
潤滑油は、４０℃における動粘度が１．５〜９．５ｃＳ
ｔである鉱物油と、炭素原子数が８〜１８である直鎖状
または分岐鎖状の高級アルコール、および下記の一般式
［Ｉ］で表わされる長鎖アルキルカーボネートを有効成
分として含有してなることを特徴としている。

【００１１】 ＲＯ−ＣＯ−ＯＲ¹ ・・・［Ｉ］ 上記式中、ＲおよびＲ¹ は、炭素原子数１〜３０の直鎖
状または分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、ま
たは側鎖にアルキル基を有するシクロアルキル基であ
り、ＲとＲ¹ はともに同一または異なっていてもよい。
本発明に係る冷間圧延用潤滑油では、前記高級アルコー
ルの含有量は、前記鉱物油、高級アルコールおよび長鎖
アルキルカーボネートの合計量１００重量部に対して１
〜１０重量部であり、かつ、前記長鎖アルキルカーボネ
ートの含有量は、前記鉱物油、高級アルコールおよび長
鎖アルキルカーボネートの合計量１００重量部に対して
０．５〜２０重量部であることが好ましい。

【００１２】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係るアルミニウム
の冷間圧延用潤滑油について具体的に説明する。本発明
に係るアルミニウムの冷間圧延用潤滑油は、特定の動粘
度を有する鉱物油と、特定の高級アルコール、および特
定の長鎖アルキルカーボネートを有効成分として含有し
てなる。

【００１３】鉱物油 本発明では鉱物油は基油として用いられ、この鉱物油は
低粘度であり、具体的には、４０℃における動粘度が好
ましくは１．５〜９．５ｃＳｔ、さらに好ましくは２〜
６ｃＳｔの範囲にある鉱物油である。本発明において
は、鉱物油は、アルミニウムの冷間圧延用潤滑油の特性
としてアルミニウム板とワークロールとの間に存在する
油膜の厚さを可及的に薄くしてアルミニウム板とワーク
ロールとの間の動摩擦係数を大きくすることが要求され
るため、低粘度であることが望まれる。鉱物油の４０℃
における動粘度が１．５ｃＳｔ未満になると、アルミニ
ウム板とワークロールの接触弧に存在する油膜の厚みが
薄くなり過ぎて、後述する高級アルコールをこの鉱物油
に添加してもアルミニウム板とワークロールが圧着し易
く、得られるアルミニウム圧延板の表面に損傷が生じる
傾向がある。一方、鉱物油の４０℃における動粘度が
９．５ｃＳｔを超えると、アルミニウム板とワークロー
ルの接触弧に存在する油膜の厚みが厚くなり過ぎて、ア
ルミニウム板とワークロールとの間の動摩擦係数が低下
して空回りし、ワークロールでアルミニウム板に高圧下
率の負荷をかけられなくなる傾向がある。

【００１４】高級アルコール 本発明では、上記高級アルコールとして、炭素原子数が
８〜１８、好ましくは１１〜１８、さらに好ましくは１
２〜１６である直鎖状または分岐鎖状の高級アルコール
が用いられる。高級アルコールの炭素原子数が８未満で
あると、アルミニウム板とワークロールの接触弧に存在
する油膜の強度が弱くなって油膜切れが生じる傾向があ
る。一方、高級アルコールの炭素原子数が１８を超える
と、鉱物油との相溶性が悪くなって均質の潤滑油が得ら
れなくなる傾向がある。

【００１５】上記高級アルコールとしては、具体的に
は、炭素原子数８のオクチルアルコール、炭素原子数９
のノニルアルコール、炭素原子数１０のデシルアルコー
ル、炭素原子数１１のウンデシルアルコール、炭素原子
数１２のラウリルアルコール、炭素原子数１３のトリデ
シルアルコール、炭素原子数１４のミリスチルアルコー
ル、炭素原子数１５のペンタデシルアルコール、炭素原
子数１６のセチルアルコール、炭素原子数１７のヘプタ
デシルアルコール、炭素原子数１８のステアリルアルコ
ールなどの直鎖状高級アルコール；炭素原子数８のイソ
オクチルアルコール、炭素原子数８のカプリルアルコー
ル、炭素原子数１０のイソデシルアルコール、炭素原子
数１４のイソミリスチルアルコール、炭素原子数１８の
イソスチアリルアルコールなどの分岐鎖状高級アルコー
ルが挙げられる。中でも、ラウリルアルコール、セチル
アルコール、ミリスチルアルコールが好ましい。

【００１６】本発明では、高級アルコールは、上記鉱物
油、高級アルコールおよび長鎖アルキルカーボネートの
合計量１００重量部に対して好ましくは１〜１０重量
部、さらに好ましくは３〜８重量部の割合で用いられ
る。上記のような割合で高級アルコールを配合すること
により、アルミニウム板とワークロールとの圧着を防止
して得られるアルミニウム圧延板の表面の美麗さを保た
せることができる。

【００１７】長鎖アルキルカーボネート 上記長鎖アルキルカーボネートとしては、下記の一般式
［Ｉ］で表わされる長鎖アルキルカーボネートが用いら
れる。 ＲＯ−ＣＯ−ＯＲ¹ ・・・［Ｉ］ 上記式中、ＲおよびＲ¹ は、炭素原子数１〜３０の直鎖
状または分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、ま
たは側鎖にアルキル基を有するシクロアルキル基であ
り、ＲとＲ¹ はともに同一または異なっていてもよい。

【００１８】本発明においては、ＲおよびＲ¹ は、炭素
原子数１〜３０の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が
好ましく、特に炭素原子数８〜２０の直鎖状または分岐
鎖状のアルキル基が好ましい。上記一般式［Ｉ］で表わ
される長鎖アルキルカーボネートは、公知の化合物であ
り、たとえば以下のような方法で製造される。

【００１９】（１）触媒の存在下に、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネートなどの低級アルキルカーボ
ネートと高級アルコールとを、エステル交換反応をさせ
て上記長鎖アルキルカーボネートを製造する方法。 （２）有機塩基または無機塩基の存在下に、高級アルコ
ールとホスゲンとを反応させて上記長鎖アルキルカーボ
ネートを製造する方法。

【００２０】本発明では、長鎖アルキルカーボネート
は、上記鉱物油、高級アルコールおよび長鎖アルキルカ
ーボネートの合計量１００重量部に対して好ましくは
０．５〜２０重量部、さらに好ましくは１〜１０重量部
の割合で用いられる。上記のような割合で長鎖アルキル
カーボネートを配合することにより、アルミニウム板と
ワークロールの接触弧に存在する油膜の強度を高め、か
つ、鉱物油の低粘度化を促進させることができる。すな
わち、アルミニウム板とワークロールの接触弧に存在す
る油膜の厚さを鉱物油の低粘度化によって薄くすること
ができる。したがって、低圧下率でアルミニウム板を圧
延しているときの油膜厚と高圧下率でアルミニウム板を
圧延しているときの油膜厚とは大きな差がないので、得
られるアルミニウム圧延板の表面光沢むらを防止するこ
とができる。また、この厚さの薄い油膜は強度が高いの
で、圧延の高速度域および圧延初期もしくは圧延終期の
正または負の加速域における油膜切れを防止することが
できる。したがって、得られるアルミニウム圧延板の表
面に、むらの無い均整な光沢を付与することができる。

【００２１】他の添加剤 本発明に係るアルミニウムの冷間圧延用潤滑油中に、上
記の鉱物油、高級アルコールおよび長鎖アルキルカーボ
ネートのほかに、ラウリン酸のような高級脂肪酸、界面
活性剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合するこ
とができる。上記冷間圧延用潤滑油中に、高級脂肪酸お
よび／または界面活性剤を配合すると、圧延に際してア
ルミニウムの摩耗粉の発生を抑えることができるととも
に、発生したアルミニウムの摩耗粉を分散させて潤滑油
を精製する際の濾過性能を高めることができる。

【００２２】また、本発明に係るアルミニウムの冷間圧
延用潤滑油中に、圧延安定性を向上させると言われてい
るブチルステアレート、メチルラウレート、ｎ- ブチル
パルミテート等の高級脂肪酸エステルなどの添加剤を、
本発明の目的を損なわない範囲で配合することができ
る。上記の高級脂肪酸、界面活性剤および高級脂肪酸エ
ステルは、本発明の潤滑油の特性、すなわち冷間圧延工
程における限界圧下率、圧延安定性および得られるアル
ミニウム圧延板の表面性状の向上のためには特に必要な
く、少ない方が好ましい。本発明では、これらの添加剤
は、上記鉱物油、高級アルコールおよび長鎖アルキルカ
ーボネートの合計量１００重量部に対して、好ましくは
３重量部以下、さらに好ましくは１重量部以下の割合で
用いられる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るアルミニウムの冷間圧延用
潤滑油は、特定の低粘度の鉱物油と、特定の高級アルコ
ール、および特定の長鎖アルキルカーボネートを有効成
分として含有してなるので、アルミニウムの冷間圧延工
程において、圧延速度依存性が小さく圧延安定性に優れ
るとともに、ワークロールでアルミニウム板に高圧下率
の負荷をかけてもむらの無い均一な光沢を有するアルミ
ニウム圧延板を生産することができ、したがって、アル
ミニウム圧延板の生産性を大幅に上げることができると
いう効果がある。

【００２４】以下、本発明を実施例により説明するが、
本発明は、これら実施例に限定されるものではない。な
お、実施例および比較例における潤滑油の性能を限界圧
下率、アルミニウム圧延板表面のオイルステン発生状
況、圧延安定性、およびアルミニウム圧延板の表面光沢
性で評価することとし、これらの評価は下記の方法に従
って行なった。また、アルミニウム板としてＪＩＳ １
０００系アルミニウム合金板とＪＩＳ５０００系アルミ
ニウム合金板を用いた。 ［評価方法］ （１）限界圧下率 １ｍｍ厚×１５０ｍｍ幅のコイル状のアルミニウム板を
進行させながらその板面に潤滑油を吹き付けて塗布し、
次いで、このアルミニウム板を、非可逆２段冷間圧延機
を用いて段階的に圧下率を増加させていき、ヘリングボ
ーン（油膜切れによってアルミニウム圧延板表面に生じ
る周期的な光沢むら）が発生した圧下率の１パス前の圧
下率を限界圧下率とした。 （２）アルミニウム圧延板表面のオイルステイン発生状
況 アルミニウム板表面に潤滑油を塗布した後、これを無酸
素状態で３５０℃に加熱してアルミニウム板表面のブラ
ウン度（色の濃さ）を目視により評価した。 （３）圧延安定性 １ｍｍ厚×１５０ｍｍ幅のコイル状のアルミニウム板を
進行させながらその板面に潤滑油を吹き付けて塗布し、
次いで、このアルミニウム板を、非可逆２段冷間圧延機
を用いてワークロールの回転速度（Ｒ_v ）を一定にして
冷間圧延を行ない、ワークロール通過直後のアルミニウ
ム圧延板の速度（Ａ_v ）を連続的に測定し、それぞれの
アルミニウム圧延板の先進率［（Ａ_v ）／（Ｒ_v ）］を
求め、その変動の大小で圧延安定性を評価した。評価の
表示方法は下記のようにした。

【００２５】アルミニウム圧延板の先進率の変動が小さ
く圧延安定性がよい場合には◎で表示し、この変動が大
きくなるに従って○、△、×で表示した。 （４）アルミニウム圧延板の表面光沢性 上記（２）における冷間圧延後のアルミニウム圧延板の
表面光沢の均一さを目視により評価した。

【００２６】

【実施例１】鉱物油として４０℃における動粘度が３．
０ｃＳｔの鉱物油９３．５重量部と、高級アルコールと
してラウリルアルコール５．５重量部と、長鎖アルキル
カーボネートとしてエニケムシンセシス（Ｅｎｉ Ｃｈ
ｅｍ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ＳｐＡ）社製の「ＬＩＡＬＣ
ＡＲＢ ＳＲ−１０００」（炭素原子数１２〜１６のア
ルコール混合物を反応させて得られたカーボネート）１
重量部とを混合して潤滑油を調製した。

【００２７】この潤滑油の性能を限界圧下率、アルミニ
ウム圧延板表面のオイルステイン発生状況、圧延安定
性、およびアルミニウム圧延板の表面光沢性で評価し
た。その結果を表１に示す。

【００２８】

【実施例２】鉱物油として実施例１の鉱物油８７重量部
と、高級アルコールとしてセチルアルコール８．０重量
部と、長鎖アルキルカーボネートとして実施例１のカー
ボネート５重量部とを混合して潤滑油を調製した。この
潤滑油の性能を実施例１と同様にして評価した。

【００２９】その結果を表１に示す。

【００３０】

【実施例３】鉱物油として４０℃における動粘度が５．
０ｃＳｔの鉱物油９４重量部と、高級アルコールとして
ラウリルアルコール２．０重量部と、長鎖アルキルカー
ボネートとして実施例１のカーボネート４重量部とを混
合して潤滑油を調製した。この潤滑油の性能を実施例１
と同様にして評価した。

【００３１】その結果を表１に示す。

【００３２】

【実施例４】鉱物油として実施例３の鉱物油８５重量部
と、高級アルコールとしてセチルアルコール７．０重量
部と、長鎖アルキルカーボネートとして実施例１のカー
ボネート８重量部とを混合して潤滑油を調製した。この
潤滑油の性能を実施例１と同様にして評価した。

【００３３】その結果を表１に示す。

【００３４】

【比較例１】鉱物油として実施例１の鉱物油９４重量部
と、高級アルコールとしてラウリルアルコール６．０重
量部とを混合して潤滑油を調製した。この潤滑油の性能
を実施例１と同様にして評価した。その結果を表１に示
す。

【００３５】

【比較例２】鉱物油として実施例３の鉱物油９４．５重
量部と、高級アルコールとしてラウリルアルコール５．
５重量部と、高級脂肪酸エステルとしてブチルステアレ
ート２重量部とを混合して潤滑油を調製した。この潤滑
油の性能を実施例１と同様にして評価した。

【００３６】その結果を表１に示す。

【００３７】

【比較例３】実施例１の鉱物油単独を潤滑油とし、その
潤滑油の性能を実施例１と同様にして評価した。その結
果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より明らかなように、実施例１〜４の
潤滑油は、ワークロールでアルミニウム板に高圧下率の
負荷をかけることができ、しかも、むらの無い均一な表
面光沢を有し、オイルステインのないアルミニウム圧延
板を提供することができ、圧延安定性に優れている。一
方、比較例１および２の潤滑油は、表１より明らかなよ
うに、限界圧下率が低く、しかも、オイルステイン、圧
延安定性、表面光沢性のいずれの特性も劣り、好ましく
ない。また、比較例３の鉱物油単独からなる潤滑油は、
圧延用潤滑油としては、全く劣っている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 20:02 30:06 40:24 Ａ 8217−4Ｈ (72)発明者 堀 田 仁 愛知県稲沢市小池１丁目11番１号 日本軽 金属株式会社名古屋工場内 (72)発明者 草 野 裕 愛知県稲沢市小池１丁目11番１号 日本軽 金属株式会社名古屋工場内 (72)発明者 藤 井 堅 東京都千代田区霞が関三丁目２番５号 ミ テックス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４０℃における動粘度が１．５〜９．５ｃ
   Ｓｔである鉱物油と、炭素原子数が８〜１８である直鎖
   状または分岐鎖状の高級アルコール、および下記の一般
   式［Ｉ］で表わされる長鎖アルキルカーボネートを有効
   成分として含有してなることを特徴とするアルミニウム
   の冷間圧延用潤滑油； ＲＯ−ＣＯ−ＯＲ¹ ・・・［Ｉ］ ［式中、ＲおよびＲ¹ は、炭素原子数１〜３０の直鎖状
   または分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、また
   は側鎖にアルキル基を有するシクロアルキル基であり、
   ＲとＲ¹ はともに同一または異なっていてもよい］。
2. 【請求項２】前記高級アルコールの含有量が前記鉱物
   油、高級アルコールおよび長鎖アルキルカーボネートの
   合計量１００重量部に対して１〜１０重量部であり、か
   つ、前記長鎖アルキルカーボネートの含有量が前記鉱物
   油、高級アルコールおよび長鎖アルキルカーボネートの
   合計量１００重量部に対して０．５〜２０重量部である
   ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムの冷間
   圧延用潤滑油。