JPH1161167A

JPH1161167A - 冷間圧延油組成物

Info

Publication number: JPH1161167A
Application number: JP22135297A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Okada; 典久岡田; Natsuki Namura; 夏樹名村; Atsuro Kamimura; 敦朗上村; Isao Akagi; 功赤木; Akinobu Ishiwatari; 亮伸石渡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-18
Also published as: JP3709667B2

Abstract

(57)【要約】【課題】普通鋼、ステンレス鋼、珪素鋼、特に、珪素鋼
の冷間圧延に際し多量発生する鉄粉に対しも優れた乳化
安定性、即ち低い油原単位を有し、高い圧延潤滑性を有
し、且つ、冷間圧延後の優れた被圧延材表面粗度をもた
らす冷間圧延油組成物を提供すること。【解決手段】（ａ）動植物油脂、鉱油及びエステルから
選ばれる１種以上の基油、（ｂ）アルファオレフィンと
無水マレイン酸との共重合体に、Ｎ，Ｎ−ジアルキルア
ミノアルキルアミンを付加させて得たカチオン性乳化
剤、（ｃ）ポリエチレングリコールを親水性基とし、こ
れに変性ポリエステル、又はポリオレフィンを親油性基
として、櫛型にグラフト化させて得たノニオン性高分子
化合物、及び（ｄ）高級脂肪族アルコールを含有する冷
間圧延油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は普通鋼、ステンレス
鋼、珪素鋼等の冷間圧延に使用する冷間圧延油組成物に
関し、より詳しくは、特に、珪素鋼の冷間圧延に際し鉄
粉が多量に発生するにもかかわらずエマルジョン圧延油
の乳化が安定しており、且つ冷間圧延後の被圧延材表面
粗度を小さくすることのできる冷間圧延油組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】冷間圧延油は通常、牛脂等の動植物油
脂、鉱油、エステルなどを基油とし、更に脂肪酸などの
油性向上剤、極圧添加剤及び乳化剤を含有している。該
冷間圧延油は、実際に使用する際には、１〜２０％の濃
度で水に希釈し、エマルジョン化し、エマルジョン圧延
油として循環使用される。

【０００３】従来、乳化剤として主としてノニオン性乳
化剤が使用されている。また、その添加量を変化させる
ことにより、圧延油が被圧延材表面に付着する量（以下
プレートアウト量という）を増減させて、圧延潤滑性を
制御している。しかし、このような乳化剤を用いたエマ
ルジョン圧延油においては、プレートアウト量と乳化安
定性とは相反する傾向を示し、エマルジョンの安定性を
高めれば被圧延材表面へのプレートアウト量が減少し、
圧延潤滑性が不十分となる。一方、プレートアウト量を
増大せんとすればエマルジョンが不安定となり、更に、
冷間圧延時に発生する鉄粉及び付着混合物（以下スカム
という）が、エマルジョン圧延油を循環使用する際に、
圧延油エマルジョンクーラントタンクの液面に浮上油と
して蓄積し、攪拌しても再乳化せず、結果として、圧延
油原単位すなわち油消費量の増大を招く。

【０００４】更には、最近の圧延技術の進歩により、圧
延の高速化、圧延圧下率の増大、並びに冷間圧延後の被
圧延材表面粗度が小さいことが要求され、この状況から
圧延油に対する要求がますます過酷なものとなってきて
いる。特に、珪素鋼の冷間圧延の場合には、珪素鋼は普
通鋼と比較して塑性変形抵抗が高いため、一層良好な圧
延潤滑性が要求され、圧延時に発生する鉄粉量が多くな
り、また、冷間圧延後の被圧延材表面粗度が小さいこと
が要求される。該要求に対し、上述したプレートアウト
量の増大によって圧延潤滑性を大きくすることは可能で
あるが、反面、乳化安定性が低下し、この場合には多量
に発生する鉄粉とでスカムを生成し、結果的に油消費量
の増大を招く。また、プレートアウト量が増大すること
はエマルジョン粒子が大きいことを意味することである
から、冷間圧延後の被圧延材表面粗度が大きくなるので
好ましくない。

【０００５】冷間圧延後の被圧延材表面粗度を大きくす
る要因としては、エマルジョン粒子を構成する油分すな
わち圧延油組成物において、乳化剤を除いた成分である
基油、油性向上剤、防錆添加剤、極圧添加剤の粘度が大
であることが大きな要因として挙げられる。従って、低
粘度の圧延油にしなければならない。しかし低粘度の圧
延油は潤滑性に乏しく、満足する圧延潤滑性は得られな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は上記の諸
問題点を解消するために種々検討した。まず、圧延油の
粘度と冷間圧延後の被圧延材表面粗度との関係を詳細に
調べた。圧延油エマルジョン粒子は圧延ロールバイト入
り側においてロールによって水が絞られ、中立点付近で
はエマルジョンの含水率が最小となり、Ｏ／Ｗ型エマル
ジョンからＷ／Ｏ型エマルジョンに変わる。すなわちエ
マルジョンの転相が生じ、その際、エマルジョン粘度は
著しく上昇し、冷間圧延後の被圧延材表面粗度を大きく
することが判明した。

【０００７】さらに、多量に発生する鉄粉はエマルジョ
ンの安定性を崩すため、浮上油が多量に発生し、油原単
位が高くなる。これに対する解決方法としては、例え
ば、カチオン性乳化剤の適用が考えられるが、該カチオ
ン性乳化剤は発生鉄粉とエマルジョン粒子との合一を電
気的に防止する作用があるため、鉄粉の分離性について
は優れているが、しかし、エマルジョン圧延油を循環使
用する際に、ポンプ、撹拌、ノズルにおいて受ける剪断
によって、鉄粉による物理的攻撃を受けると乳化が不安
定となり、浮上油が生成し、油原単位が高くなる。これ
に対する対策を検討したところ、特定のカチオン性乳化
剤と特定のノニオン性高分子化合物を併用すると、エマ
ルジョン粒子は鉄粉の物理的攻撃を受けても安定である
ことを見いだした。さらに、ロールバイトにおいてエマ
ルジョン粒子の含水率が小さくなるとエマルジョンの転
相が起こり、その際、エマルジョン粘度が急激に上昇す
る。この現象によって、被圧延材表面粗度が大となる。
そこで、これに対する対策も検討したところ、高級脂肪
酸アルコールを併用することにより解決できることがわ
かった。

【０００８】以上判明した事実から、動植物油脂、鉱油
エステルから選ばれる一種以上の基油に特定のカチオン
性乳化剤、ノニオン性高分子化合物及び高級脂肪酸アル
コールを添加すると、冷間圧延後の優れた被圧延材表面
粗度、高い圧延潤滑性、優れた乳化安定性、即ち油原単
位の低い冷間圧延油が得られることが判明した。本発明
は普通鋼、ステンレス鋼、珪素鋼、特に、珪素鋼の冷間
圧延に際し多量発生する鉄粉に対しも優れた乳化安定
性、即ち低い油原単位を有し、高い圧延潤滑性を有し、
且つ、冷間圧延後の優れた被圧延材表面粗度をもたらす
冷間圧延油組成物を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の冷間圧延油組成
物は、（ａ）動植物油脂、鉱油及びエステルから選ばれ
る１種以上の基油、（ｂ）アルファオレフィンと無水マ
レイン酸との共重合体に、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノア
ルキルアミンを付加させて得たカチオン性乳化剤、
（ｃ）ポリエチレングリコールを親水性基とし、これに
変性ポリエステル、又はポリオレフィンを親油性基とし
て、櫛型にグラフト化させて得たノニオン性高分子化合
物、及び（ｄ）高級脂肪族アルコールを含有することを
特徴とする。

【００１０】本発明で使用する基油は、冷間圧延油組成
物の基油として従来から使用されているいかなる動植物
油脂、鉱油及びエステルでもよく、例えば、鉱油、パー
ム油、トリメチロールプロパントリオレエート、ラウリ
ルオクタエートを用いることができる。

【００１１】本発明で使用するカチオン性乳化剤は、ア
ルファオレフィンと無水マレイン酸との共重合体に、
Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルアミンを付加させて
得られるものである。そのような付加物の例としては、
例えば、アルファオレフィン／無水マレイン酸共重合体
のジメチルアミノプロピルアミン付加物、アルファオレ
フィン／無水マレイン酸共重合体のジエチルアミノヘキ
シルアミン付加物を挙げることができる。そのような付
加物は分子量が好ましくは５００〜５万であり、一層好
ましくは１０００〜２万である。また、そのような付加
物の添加量は好ましくは０．１〜１０重量％であり、一
層好ましくは０．５〜５．０重量％である。添加量が
０．１重量％未満の場合には、乳化が不十分であり、ま
た、１０重量％を越えて添加しても、乳化性及びその効
果の向上は認めらず経済的に不利となる。

【００１２】本発明で使用するノニオン性高分子化合物
はポリエチレングリコールを親水性基とし、これに変性
ポリエステル、又はポリオレフィンを親油性基として、
櫛型にグラフト化させて得た高分子化合物である。その
ような高分子化合物の例としては、具体的には、インペ
リアルケミカル社製造のハイパーマーＢ−２４６、Ｂ−
２６１、Ａ−６０を挙げることができる。そのような高
分子化合物の添加量は好ましくは０．０１〜１０．０重
量％であり、一層好ましくは０．１〜５．０重量％であ
る。添加量が０．０１重量％未満の場合には、所望の性
能が不十分となり、また、１０重量％を越えて添加して
も、その効果の増大は認められず経済的に不利となる。

【００１３】本発明で使用する高級脂肪族アルコール
は、好ましくは炭素数が８〜２０の脂肪族アルコールで
あり、一層好ましくは炭素数が１０〜１８の脂肪族アル
コールである。高級脂肪族アルコールの例としては、具
体的には、デシルアルコール、ラウリルアルコール、パ
ルミチルアルコール、オレイルアルコール、ステアリル
アルコール、イソステアリルアルコールを挙げることが
できる。高級脂肪族アルコールの添加量は好ましくは
０．５〜１５重量％であり、一層好ましくは１．０〜１
０重量％である。添加量が０．５重量％未満の場合に
は、冷間圧延後の被圧延材表面粗度の向上の効果が不十
分であり、また、１５重量％を越えて添加しても、その
効果の増大は期待できない。

【００１４】本発明の冷間圧延油組成物は、上記した成
分の他に、従来公知の油性向上剤、リン系極圧添加剤、
酸化防止剤、防錆添加剤等を含有していてもよい。油性
向上剤としては、例えばラウリン酸、パルミチン酸、ミ
リスチン酸、オレイン酸等を例示することができる。リ
ン系極圧添加剤としては、ジンクジチオホスファイト、
炭素数１０〜１８のジアルキルハイドロジェンホスファ
イト、トリアルキルホスファイト等を例示することがで
きる。

【００１５】酸化防止剤としては、４−ヒドロキシメチ
ル−２，４−ジ−ｔ−ブチルフェノール、ブチル化ヒド
ロキシアニソール等のフェノール系化合物を例示するこ
とができる。防錆添加剤としては、アルケニル無水コハ
ク酸、脂肪酸のアミン塩等を例示することができる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例、比較例を挙げて、本発明を詳
しく説明する。実施例１〜６及び比較例１〜３表１に示す組成（数値は重量％である）の冷間圧延油組
成物を調製した。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示す各冷間圧延油組成物について、
下記の各種特性を下記の方法で測定した。（圧延試験）二段圧延試験機を用い、下記の圧延条件に
て７パス圧延し、伸び率３．４時点に於ける圧延荷重
（トン数）を測定し、下記式による圧延相対比を求め
た。被圧延材料：珪素鋼板（３％Ｓｉ鋼）、厚さ０．７ｍ
ｍ、幅３０ｍｍ、長さ５００ｍｍ圧延ロール：直径１５０ｍｍ、胴長２００ｍｍブライト
ロールクーラント温度：５０〜５５℃ クーラント濃度：３％圧延速度：１３ｍ／Ｍｉｎ．パススケジュール：７パス圧延相対比＝各圧延油の圧延荷重（ｔ数）／比較例１の
圧延荷重（ｔ数）。その結果は表２に示す通りであった。

【００１９】（乳化安定性試験）窒素９５％と水素５％
とからなる還元性ガス雰囲気中、４００℃で１５分間活
性化させた２００オングストロームの鉄粉０．８ｇを、
実施例及び比較例の圧延油の３％エマルジョン３００ｍ
ｌに添加し、更に０．２ｇのスカムを添加し、全量が２
００ｍｌになるまで煮沸減量させ、１０分間放置した
後、下層濃度を酸分解法により測定した。その結果は表
２に示す通りであった。

【００２０】（浮上油生成試験）図１に示す試験装置を
用い、下記条件下で試験した。濃度：３％温度：４５〜５５℃ 液量：５Ｌ循環時間：１ｈｒ加熱筒温度：１８０〜２００℃ 鉄粉添加量：４０００ｐｐｍ加熱循環後の圧延油エマルジョン濃度を酸分解法により
測定した。また、浮上油量を測定した。それらの結果は
表２に示す通りであった。

【００２１】（表面粗度測定）圧延試験を終了した試片
をアセトン及びメタノールで洗浄した後、表面粗さ形状
測定器：サーフコム５５０Ａ型（東京精密社製）を用い
て試片表面の平均表面粗さを測定した。その結果は表２
に示す通りであった。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２に示すデータから明かなように、本発
明の冷間圧延油組成物は圧延潤滑性に優れており、乳化
安定性に優れており、また、設定濃度３％に対して濃度
変化が小さく、しかも浮上油量も少なく、更に本発明の
圧延油組成物を用いて圧延した試片表面の粗度は比較例
の圧延油組成物を用いて圧延した試片表面に比し、優れ
ている。

【００２４】

【発明の効果】本発明の冷間圧延油組成物は、普通鋼、
ステンレス鋼、珪素鋼、特に、珪素鋼の冷間圧延に際し
多量発生する鉄粉に対しも優れた乳化安定性、即ち低い
油原単位を有し、高い圧延潤滑性を有し、且つ、冷間圧
延後の優れた被圧延材表面粗度をもたらすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】浮上油生成試験で用いた装置の概略図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｍ 129:06）Ｃ１０Ｎ 20:04 30:00 30:04 40:24 (72)発明者上村敦朗岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者赤木功岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者石渡亮伸岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）動植物油脂、鉱油及びエステルから
選ばれる１種以上の基油、（ｂ）アルファオレフィンと無水マレイン酸との共重合
体に、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルアミンを付加
させて得たカチオン性乳化剤、（ｃ）ポリエチレングリコールを親水性基とし、これに
変性ポリエステル、又はポリオレフィンを親油性基とし
て、櫛型にグラフト化させて得たノニオン性高分子化合
物、及び（ｄ）高級脂肪族アルコールを含有することを特徴とす
る冷間圧延油組成物。
【請求項２】該カチオン性乳化剤の分子量が５００〜５
万であり、該高級脂肪族アルコールが炭素数８〜２０の
脂肪族アルコールであることを特徴とする請求項１記載
の冷間圧延油組成物。
【請求項３】該カチオン性乳化剤の分子量が１０００〜
２万であり、該高級脂肪族アルコールが炭素数１０〜１
８の脂肪族アルコールであることを特徴とする請求項２
記載の冷間圧延油組成物。
【請求項４】該カチオン性乳化剤を０．１〜１０重量％
含有し、該ノニオン性高分子化合物を０．０１〜１０重
量％含有し、該高級脂肪族アルコールを０．５〜１５重
量％含有し、残部が実質的に基油であることを特徴とす
る請求項１、２又は３記載の冷間圧延油組成物。
【請求項５】該カチオン性乳化剤を０．５〜５重量％含
有し、該ノニオン性高分子化合物を０．１〜５重量％含
有し、該高級脂肪族アルコールを１〜１０重量％含有
し、残部が実質的に基油であることを特徴とする請求項
４記載の冷間圧延油組成物。