JPH1017888A - 水溶性調質圧延液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた特性を発揮する調質圧延液を開発するこ
と。 【解決手段】カルボン酸とアルカノールアミン当モルに
よる塩が、常温で液状又は常温で非晶質であるカルボン
酸アミン塩を調質圧延液に含有せしめること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、冷延鋼板や亜鉛め
っき鋼板等の調質圧延工程で用いる水溶性調質圧延液に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水溶性調質圧延液は冷延鋼板や亜鉛めっ
き鋼板の調質圧延工程で用いられ、特に、水溶性である
ことから調質圧延後の鋼帯の防錆性に優れることは当然
であるが、一般には後工程で防錆油が塗布され、鋼帯を
コイリングした状態で、調質圧延液成分に防錆油が混在
すると粘稠性物質を生成する場合がある。他方、亜硝酸
塩の無機系調質圧延液は作業環境的に問題があって、有
機系調質圧延液が要望される。

【０００３】

【問題が解決しようとする課題】従来の有機系水溶性調
質圧延液は、冷延鋼板や亜鉛めっき鋼板の調質圧延工程
後に、水分の蒸発による脂肪酸アミン塩の結晶析出によ
り鋼帯表面に結晶残渣が生ずる。これにより次の工程に
おけるロールへの結晶物の堆積により、鋼板の表面傷を
誘発する。また水溶性調質圧延液で圧延した後に塗布さ
れる防錆油と、調質圧延液成分である脂肪酸アミン塩と
が作用し、圧延時に伴う鋼帯の熱やコイリング時の圧力
等により、粘稠物質を生成し、これが防錆油中に混在す
る。この粘稠物により、その次の工程においてロール表
面への付着による汚れ、あるいはスリッターラインでの
粘着物により寸法精度が乱れ作業性に問題が生ずる。

【０００４】本発明者は従来から、この種調質圧延液の
難点を解消するために鋭意研究を続けて来たが、この研
究で、調質圧延液中に存在する脂肪酸アミン塩の形態
が、上記難点に何等かの関係があるのではないかとの全
く新しい着想に至り、更に研究を続けて来た。この結
果、使用前の調質圧延液におけるアミン塩の形態と使用
時の形態とに於いて差異があり、これが大きく調質圧延
液の特性に影響することを新たに見出した。その結果、
調質圧延液中の脂肪酸アミン塩は少なくとも使用時望ま
しくは使用前にも調質圧延液中に液状の形態で存在して
いるときは、優れた特性を発揮し、上記難点を解消しう
ることを見出した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明はカルボン
酸とアルカノールアミン当モルによる塩が、常温で液状
又は常温で非晶質であるカルボン酸アミン塩を含有する
水溶性調質圧延液に係るものである。

【０００６】

【発明の実施形態】従来の有機系水溶性調質圧延液は、
所定量の水に結晶状の脂肪酸及びアルカノールアミンを
加え、水溶液中で脂肪酸アミン塩を形成させ、水に可溶
化しており、通常防錆性の向上の理由でアルカノールア
ミンを脂肪酸に対して過剰量添加している。このように
水に直接加えて脂肪酸アミン塩を形成させる場合には、
その塩の本来の形態を知ることができない。つまり塩と
して液状なのか結晶状なのか、あるいは固体状なのか全
くわからず、水分を完全に蒸発させて初めてその形態を
知ることが出来る。しかし過剰なアミンが添加されてい
れば、そのアミンによって脂肪酸塩は溶解されており、
その形態を知ることは出来ない。従って、脂肪酸及びア
ルカノールアミンを水に溶解させずに、脂肪酸とアルカ
ノールアミンとの当モル量を直接反応させることによっ
て、生成するその塩の形態を直に知ることが出来る。

【０００７】本発明では、調質圧延液の主成分が脂肪酸
とアルカノールアミンとの当モル量を直接反応させて得
られるカルボン酸アミン塩が液状であるか、又は非晶質
で使用時の温度程度の低温で溶融する塩であることによ
って、調質圧延時のロール表面あるいは調圧された鋼帯
表面に、硬いカルボン酸アミン塩の結晶残渣が固着する
ことがなくなる。また後工程で塗布される防錆油に影響
されないことも見出された。

【０００８】尚、特公平２−２２１１８号にみられるよ
うに、二塩基酸等のカルボン酸と一級アルカノールアミ
ン及び無機アルカリとの塩を使用する方法が記述されて
いるが十分な解決には至っていない。まず調質圧延液の
主成分として用いるカルボン酸そのものが液状であれ
ば、これと液状であるアルカノールアミンとの当モルに
よる塩は完全に液状が保持される。また用いるカルボン
酸が結晶性であっても、アルカノールアミンとの当モル
による反応で得られる塩は液状を保持するものがあり、
あるいは非晶質であっても使用時の低温で液状化するも
のがある。以下に本発明に於いて使用出来るカルボン酸
について詳しく説明する。

【０００９】（イ）炭素数２〜４の脂肪族飽和カルボン
酸であってヒドロキシル基を有するもの 例えばグリコール酸、乳酸、グリセリン酸、ヒドロキシ
酪酸、Ｄ−グルコン酸である。ヒドロキシル基としては
１個に限らず２個以上有するものでも良い。

【００１０】（ロ）炭素数３〜１８の脂肪族飽和モノカ
ルボン酸 特に炭素数３〜１２のものが好ましい。具体的にはヘキ
サン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、イソオクタン酸、ノ
ナン酸、イソノナン酸、２−ブチルオクタン酸である。
しかし、炭素数５のビバリン酸は液状にならず白色粉末
状を呈し、本発明では使用しない。

【００１１】（ハ）炭素数４〜１２の脂肪族飽和ジカル
ボン酸 具体例としては例えば、アジピン酸、コハク酸、アゼラ
イン酸、ドデカン二酸である。

【００１２】（ニ）炭素数４〜７の脂肪族不飽和ジカル
ボン酸 例えば、アセチレンジカルボン酸、２，４−ヘキサジエ
ン二酸、イソプロピリデンコハク酸等を例示出来る。

【００１３】（ホ）飽和ヒドロキシモノカルボン酸又は
飽和ポリヒドロキシモノカルボン酸 飽和ヒドロキシモノカルボン酸で、液状である乳酸やジ
ヒドロキシモノカルボン酸であるグリセリン酸は、いず
れも液状を保持している。ポリヒドロキシモノカルボン
酸である、Ｄ−グルコン酸塩は液状であり、本発明の調
質圧延液成分として目的に適うもので、これ等はいずれ
も水溶性調質圧延液として好ましい特性を有する。

【００１４】（ヘ）芳香族モノカルボン酸 例えば、結晶状であるトルイル酸では、ｍ−トルイル酸
アルカノールアミン塩は固形状になり高温でないと簡単
には溶融せず、ｏ−トルイル酸アルカノールアミン塩は
非晶質でこれも高温でないと溶融しない。これに対して
融点１８０℃のｐ−トルイル酸の場合は粘稠性であるが
液状である。つまり芳香族モノカルボン酸におけるメチ
ル基の位置の相違で、得られるトルイル酸アミン塩の形
態が異り液状にも非晶質にも固形状にもなる。本発明で
はｐ−トルイル酸を使用する。また同じく芳香族モノカ
ルボン酸で、結晶状であるニトロ安息香酸塩の場合に
も、ニトロ基の位置によって生成するアミン塩の形態が
異なる。即ちｏ−ニトロ安息香酸及びｍ−ニトロ安息香
酸は非晶質であり体温で容易に溶融するが、ｐ−ニトロ
安息香酸は硬い結晶状になる。またｐ−ターシャリーブ
チル安息香酸の場合にも、硬い結晶状になってしまう。
また、メトキシ安息香酸の場合にはｍ−メトキシ安息香
酸は非晶質で体温で簡単に溶融するが、ｐ−メトキシ安
息香酸では固形状で加温しないと簡単には溶融しない。
同様に結晶状であるヒドロキシ安息香酸の場合には、ヒ
ドロキシル基の位置によりその形態が異なり、ｏ−位の
場合には比較的低粘度の液状であるが、ｐ−位の場合に
は固形状となる。このように、ヒドロキシル基の位置に
よりその形態が異り、ｏ−位の場合には比較的低粘度の
液状であるが、ｐ−位の場合には固形状となる。同じヒ
ドロキシル基を有する２−ヒドロキシ−３−メチル安息
香酸や４−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸等は固形
状を呈し、加温しないと簡単には溶融しない。このよう
に固体状の硬い脂肪酸塩を調質圧延液成分に採用する
と、水分が蒸発した後濃化したものがロール表面に固着
して、ビルドアップ現象を引き起こして鋼板の表面キズ
発生の要因になる。したがって、芳香族モノカルボン酸
の場合は置換している基の種類や置換位置によって使用
出来る場合と使用出来ない場合があり、使用出来るもの
を示せば以下の通りである。ｐ−トルイル酸、ｏ−ニト
ロ安息香酸、ｍ−ニトロ安息香酸、ｍ−メトキシ安息香
酸、ｏ−ヒドロキシ安息香酸等である。

【００１５】（ト）芳香族ジカルボン酸 結晶状であるフタル酸或はイソフタル酸は非晶質で体温
程度の低温で容易に溶融し、イソフタル酸アミン塩の場
合には粘稠液になる。これに対して高融点（３００℃）
であるテレフタル酸は粘性の液状になる。これらのフタ
ル酸類はカルボン酸の位置によってその形態を異にする
が、これらの塩は本発明の水溶性調質圧延液成分として
好ましいものである。

【００１６】（チ）シクロヘキサンカルボン酸 シクロヘキサンカルボン酸としては、例えばシクロヘキ
サン１，４−ジカルボン酸が好ましく使用出来る。尚、
シクロヘキサンジカルボン酸の場合、フタル酸類を還元
して得られるシクロヘキサン−１，２−、１，３−及び
１，４−ジカルボン酸のいずれもが結晶状であるが、シ
クロヘキサン−１，２−及び１，３−ジカルボン酸アミ
ン塩は固形状で体温程度の低温では容易に溶融しない。
これに対してシクロヘキサン１，４−ジカルボン酸の場
合には液状を呈し、本発明の水溶性調質圧延液成分とし
て目的に適った好ましい特性を有する。

【００１７】（リ）窒素１原子の複素環式モノカルボン
酸 窒素１原子の複素環式のモノカルボン酸で、結晶状であ
るニコチン酸は粘稠液であり、本発明の調質圧延液成分
として好ましいものである。また、イソニコチン酸は非
晶質で体温程度の低温で溶融し、本発明の調質圧延液成
分として目的に適った好ましい特性を有する。

【００１８】（ヌ）その他 上記以外の酸として、例えば酸がフェノキシカルボン酸
で、結晶状であるフェノキシ酢酸は、液状を示す。また
チオフェノキシ酢酸は非晶質で体温程度の低温で容易に
溶融する。

【００１９】上述したように多くのカルボン酸は、それ
自身は結晶性でも生成するアミン塩は完全に液状を呈す
るものがあり、或は非晶質であって使用時の低温で容易
に溶融するものがある。このように生成するアミン塩
は、用いるカルボン酸が低融点だと液状になり、高融点
脂肪酸を用いると硬い固形状になると言うことではな
い。

【００２０】反対に芳香族ジカルボン酸であるテレフタ
ル酸は高融点（３００℃）であるにもかかわらず、これ
と当モルとのアルカノールアミンにより生成する塩は液
状を呈する。また不飽和カルボン酸である２，４−ヘキ
サジエン二酸も、融点１９４℃で比較的高いが、そのア
ルカノールアミン塩は粘稠性の液状である。このようい
に用いる脂肪酸と生成する脂肪酸アミン塩の形態とは必
ずしも関係するものではない。

【００２１】カルボン酸とアルカノールアミンを直接反
応させることによって、その塩がどのような状態である
かを予め知ることでき、従来からの手法である水溶液中
で形成された塩が、水分を蒸発させて初めてその様子
（液状なのか、非晶質か、あるいは固形状なのか）がわ
かるのとは異なり、事前にその塩の形態を把握すること
が出来る。このため目的に適った調質圧延成分を設定す
ることが出来る大きな利点がある。

【００２２】本発明におけるアルカノールアミンとして
は、従来から水溶性調質圧延液に汎用されているものが
広く適用される。具体的にはモノエタノールアミン、ジ
エタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプ
ロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイ
ソプロパノールアミン等がその対象となる。カルボン酸
とこれらのアミンとの反応により塩を形成し、水に可溶
化する。事前にカルボン酸アミン塩を作り水に溶解する
か、又は水に所定量のカルボン酸とアミンを加え水溶液
中で塩を形成させて可溶化してもよい。

【００２３】本発明の調質圧延液には濡れ性向上のため
の、例えばポリオキシエチレングリコールエーテル、ポ
リオキシエチレングリコールアルキルフェノール等の非
イオン界面活性剤を０．１〜５．０重量％％の範囲で添
加してもよい。

【００２４】本発明の調質圧延液成分としてのアルカノ
ールアミンは、脂肪酸に対して当モル量より若干多めに
１〜２０％の範囲で用いることが出来る。これは水溶性
調質圧延液に要求される冷延鋼板の防錆性や、その後の
工程における作業性を考慮して水溶液は中性〜弱アルカ
リ性を保持するためである。アミン量が多いと次の各工
程で、例えばローラレベラーやストレッチャレベラー等
のロール表面で防錆油との作用により生成した粘稠物が
付着し、あるいはシャーリングラインやブランキングラ
イン等のスリッタラインで粘稠物の付着堆積物により寸
法精度に乱れを生ずるような問題を起こす。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例及び比較例をあげて詳細に説
明する。 実施例１〜５及び比較例１〜４ 表１に示す成分を用いて調質圧延液を調製した。即ち、
所定のカルボン酸とアルカノールアミンとの塩、その他
の所定の成分を所定量の水に溶解して各種調質圧延液を
調製した。この水溶液を更に１０％液に希釈して、下記
の（１）〜（４）項目の試験に供した。一方、調質圧延
液の水分を加熱蒸発させた後の成分性状に関する評価
は、下記（５）の項目について行った。

【００２６】＜試験品の製造＞焼鈍（窒素ガス９５％、
水素ガス５％、温度７００℃、１時間）材無塗油冷延鋼
板ＳＰＣＣ−ＳＤ（巾１００×０．６ｍｍ）のコイルを
用い、表１に示した調質圧延液により圧延（ロール径１
７０ｍｍ、ロール表面粗度Ｒａ＝０．０２〜０．０３μ
ｍ、バックアップロール４００ｍｍ、圧下率２％、速度
１５ｍ／ｍｉｎ）し、ロール出側でコイル面の付着水分
を窒素ガスにてブロー除去して巻き取った。調質圧延し
たコイルから１００×１００ｍｍサイズに試験片を切り
取り下記の（１）、（２）及び（５）の項目の試験に供
した。一方、調質圧延したコイルに防錆油（出光興産製
品；Ｚ−５）を塗布しテンションレベラー（ロール径２
０ｍｍ、下ロール１０本、上ロール９本／加圧５０ｋ）
を通した。レベラー処理した塗油コイルから１００×１
００ｍｍサイズに試験片を切り取り下記項目（３）の試
験に供した。

【００２７】＜測定特性＞ （１）屋内暴露試験（単板試験） 調質圧延した試験片（１００×１００ｍｍ）１枚ずつ
を、プラスチックに溝を切った架台に立て掛け、建家の
軒下に１０日間暴露し、試験片表面の錆発生状態を観察
し、防錆性を評価した。 （２）湿潤試験（試験片積み重ね試験） 調質圧延した試験片５枚重ねを１組とし、クリップにて
圧着固定し、ＪＩＳＫ−２２４６に準じ湿潤試験装置に
１週間静置した後取り出し、積み重ねた試験片表面の錆
の発生状態を観察し防錆性を評価した。 （３）防錆油塗布湿潤試験（試験片積み重ね試験） 塗油コイルのレベラー処理した試片（１００×１００ｍ
ｍ）５枚重ねを１組とし、クリップにて圧着固定し、Ｊ
ＩＳ Ｋ−２２４６に準じ湿潤試験装置に２週間静置し
た後取り出し、積み重ねた試験片表面の油しみの発生状
態を観察し防錆性を評価した。 （４）摩擦係数の測定 冷延鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＤ）を溶剤脱脂した試片によ
り、曽田式振子式摩擦試験機II型にて各調質圧延液の摩
擦係数を測定した。 （５）調質圧延液蒸発後の性状 調質圧延液をシャーレに採取し、オーブン中にて７０〜
８０℃に加熱し、水分蒸発後の成分性状（液状・非晶質
あるいは結晶状）を観察した。 上記特性を表２に示す。尚、表１及び表２には対照とし
て市販品についても同様に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】但し、表１中の記載の詳細は以下の通り。 ＭＥＡ ：モノエタノールアミン ＤＥＡ ：ジエタノールアミン ＭＩＰＡ：モノイソプロパノールアミン ※１）：塩ではなく、脂肪酸と過剰のアミン（ＤＥＡ、
ＭＩＰＡ）を別々に添加したもの ※２）：コンテア社製品

【００３０】

【表２】

【００３１】１）錆発生評点：１００優＞５０可 ２）○：錆発生なし △：錆若干発生あり ３）○：油しみ発生なし △：油しみ若干発生 ４）調質圧延液成分／○：３５℃で低粘性液状（非晶
質） ×：３５℃で結晶状（固形状）

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【手続補正書】

【提出日】平成９年５月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】表１

【補正方法】変更

【補正内容】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 105:62） Ｃ１０Ｎ 20:00 40:24 (72)発明者 高橋 弘之 大阪府大阪市北区梅田１丁目２番２−1400 号 大同化学工業株式会社内 (72)発明者 柴田 英夫 大阪府大阪市北区梅田１丁目２番２−1400 号 大同化学工業株式会社内 (72)発明者 藤田 広治郎 大阪府大阪市北区梅田１丁目２番２−1400 号 大同化学工業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カルボン酸とアルカノールアミン当モルに
   よる塩が、常温で液状又は常温で非晶質であるカルボン
   酸アミン塩を含有する水溶性調質圧延液。
2. 【請求項２】カルボン酸が脂肪族脂肪酸の炭素数２〜４
   でヒドロキシル基を有する飽和カルボン酸である請求項
   １の水溶性調質圧延液。
3. 【請求項３】カルボン酸が脂肪族脂肪酸で炭素数３〜１
   ８の飽和モノカルボン酸である請求項１の水溶性調質圧
   延液。
4. 【請求項４】カルボン酸が脂肪族脂肪酸で炭素数４〜１
   ２の飽和ジカルボン酸である請求項１の水溶性調質圧延
   液。
5. 【請求項５】カルボン酸が脂肪族脂肪酸で炭素数４〜７
   の不飽和ジカルボン酸である請求項１の水溶性調質圧延
   液。
6. 【請求項６】カルボン酸が飽和ヒドロキシモノカルボン
   酸或は飽和ポリヒドロキシモノカルボン酸である請求項
   １の水溶性調質圧延液。
7. 【請求項７】カルボン酸が芳香族モノカルボン酸である
   請求項１の水溶性調質圧延液。
8. 【請求項８】カルボン酸が芳香族ジカルボン酸である請
   求項１の水溶性調質圧延液。
9. 【請求項９】カルボン酸がシクロヘキサンカルボン酸で
   ある請求項１の水溶性調質圧延液。
10. 【請求項１０】カルボン酸がシクロヘキセンモノカルボ
    ン酸である請求項１の水溶性調質圧延液。
11. 【請求項１１】カルボン酸が窒素１原子の複素環式のモ
    ノカルボン酸である請求項１の水溶性調質圧延液。