JPS59120694A - 鋼用冷間圧延油剤 - 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】 本発明は圧延潤滑性がすぐれかつ焼鈍後の鋼板表面の汚
れが少ない改良された画用冷間圧延油剤に関するもので
ある。

圧延油剤は圧延工程でロールと圧延銅相の間の摩■；を
減少さゼる圧延潤滑性が必要であると共にその後の焼鈍
工程で焼鈍後の鋼板表面において付着潤滑剤の熱重合生
成物およびこれと鋼板表面との反応生成物に起因する汚
れが少ない事が必要である。ところが油脂、金属石けん
のような潤滑性のよいものは焼鈍後の汚れが多い傾向が
あり、圧延潤滑性がすぐれかつ焼鈍後の鋼板表面の汚れ
の少ないすなわちミルクリーン性のすぐれたものは得ら
れ、でいなかった。

そこでやむなく圧延後の鋼板を清浄工程を通し付着潤滑
剤を除いてから焼鈍工程を通しＣいるのが現状である。

本発明の目的は潤滑性とミルクリーン性の共に優れた画
用冷間圧延油を提供するにある０また本発明の他の目的
は工程を簡略化し清浄工程を省略し圧延工程より直接焼
鈍工程に流せるような圧延油を提供するにある０ 本発明者等はかかる目的を具体化するためにまず潤滑性
の優れた圧延油の研究をすずめ基油に各種の添加剤を加
えたときの油組成物の性状と潤滑性との関係を追求した
所、はからずも潤滑性が油組成物のミセル構造の有無と
密接な関係がある事を見出したのである。

すなわちミセル構造を有する組成物は潤滑性が優れてい
るが、ミセル構造を有しない組成物は潤滑性が劣るとい
う事が確認された。

このミセル構造をもった潤滑剤には従来よりグリースが
あり、グリースは一定の硬さすなわちちょう度をもち液
体油より付着性、密封性のすぐれていることは知られて
いるものであるが、グリースにおけるミセル構造の役割
はグリースをいわゆるグリース状に保持するためのもの
でバルクの性状に関する。ところが本発明においてミセ
ル構造をもった閂滑剤という意味は、もつと広い範囲を
さすものである。

後述するミセル構造確認試験によってミセルの繊維の存
在を確認したものがミセル構造をもった潤滑剤であり、
しからざるものがミセル構造をもたない潤滑剤である。

従ってバルクの性状がグリース状であるかないかという
事は直接関係がない。

外観がグリース状でなくてもミセル構造が確認されれば
それはミセル構造をもった潤滑剤である。

しかして本発明においてこのミセル構造確認試験によっ
てミセルの繊維の存在を確認した潤滑剤のみが圧延にお
いて潤滑性が優れていることは本発明者等が得た新知見
である。本発明においてはこのミセルの繊維の存在の有
無が問題であって、いかなる物質によってミセル繊維の
形成されているかは直接問題ではない。

従って基油中に分散しミセル繊維を形成し得る物質はす
べて本発明で使用し得るミセル構造形成物質の範囲に属
するものであって、例えばリチウム石けん、リチウム複
合石けん、亜鉛石けん、亜鉛複合石けん、カルシウム石
けん、カルシウム複合石けん、バリウム石けん、バリウ
ム複合石けん等の周期律表の第１族および第１Ｉ族に属
する元素の石けんおよび複合石けんまたはアルミニウム
石けん、アルミニウム複合石けん、鉛石けん、鉛複合石
けん等の周期律表の第■族以上の元素の石けんおよび複
合石けん、または蟻酸リチウム、酢酸カルシウム等の少
なくとも一種及び／またはウレア基を有する有機化合物
の少なくとも一種をあげることができる。

しかし本発明の目的である潤滑性とミルクリーン性の共
に優ねた圧延油を得るためにはこの内で焼鈍後の鋼板の
汚れが少いもののみを選択することが必要である。かよ
うにして選択した結果リチウム石けん、リチウム複合石
けん、亜鉛石けん、亜鉛複合石けん、カルシウム石けん
、カルシウム複合石けんの少′／ｒくとも一種及び／ま
たはウレア基を有する有機化合物の少なくとも一種がミ
ルクリーン性が優れ［］的に適するものであり、なかで
もリチウム石けん、リチウム複合石けんの少なくとも一
種及び／またはウレア基を有する有機化合物の少なくと
も一種が最適のものであることが判った。かような特６
定のミセル構造Ｊヒ成物質を基油に分散してなる組成物
が潤滑性とミルクリーン性が共に優れ一応の目的を達す
ることが出来るが、本発明者等は更に研究を進めた結果
、はからずもビニルアルキレートモノマーが高温時の鋼
板上の潤滑剤の熱重合を抑制する著るしい効果のある事
を知り得、これをミセル構造形成物質と共に基油に分散
さぜるとミルクリーン性が更に著るしく向」二し目的を
完全に達成し得る理想的な圧延油剤を得られる事を見出
したものである。すなわち本発明講ま基油に上記の特定
のミセル構造形成物質とビニルアルキレートモノマーと
を分散してなる組成物であってミセル構造を有する事を
特徴とする鋼重冷間圧延油剤に関するものである。本発
明において基油としてはマシン油、２００ニユートラル
油等の精製鉱油、オレイン酸オレイルエステル、ポリオ
キシプロピレン−グリコールモノエステル、ステアリン
酸ｎ−ブチルエステル、ジオクチルセバケート、ペンタ
エリスリトールテトラオレイルエステル等の合成油を使
用する。

ミセル構造形成物質の中の石けん類は脂肪酸基として炭
素数１〜２４の飽和脂肪酸または水酸基を有する飽和脂
肪酸を使用する０複合石けん類は炭素数１２〜２４の高
級飽和脂肪酸または水酸基を有する高級飽和脂肪酸と炭
素数１〜６の低級脂肪酸とを組合せて使用する０石けん
類の金属基としては周期律表の第１族および第■族に属
する元素がその範囲である。ただしこの内筒１周期のＨ
は気体で石けんにならず、第７周期のＦ　ｒ　、Ｒａは
放射性元素でいずれも好ましくない。その他の第１族、
第■族の元素はすべて使用できる。しかしＨ（＜　、　
Ｃｕ　、　Ｂｅは毒性が強く使用上特別な注意を要する
。またＲｂ、Ｏｓ、Ａｕは価格が高〈産業上の利用価値
に乏しいｏ　Ｌ：Ｌ　ｓ　Ｎａ　ｓ　Ｋ　％　Ａｇ、Ｍ
ｇ。

Ｏａｓ　Ｓｒ、　Ｂａｓ　Ｚｎ、　Ｃｄが適当な範囲で
あり、Ｌｘ　％　Ｏａ　１Ｚｎが最適である。ここでＮ
ａ１にはミセル形成性能は良いが、石けんが水に溶解し
易いので最適とはいえない。しかし適当な給油法を選択
する事により効果をあげる事はできる。

最適の範囲の石けん、複合層りんの例をあげれば１２−
ヒドロギシステアリン酸リチウム、ステアリン酸−アゼ
ライン酸リチウム、ステアリン酸−酢酸カルシウム、パ
ルミチン酸刀ルシウム、ミリスチン酸−酢酸亜鉛がある
。

これらの石けん類の基油中の含有猷はミセル構造確認試
験でミセル構造が確認される範囲であるが、おおむね０
．５〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％である。

０．５重量％未満ではミ°セル構造が確認されず、潤滑
効果がなく、一方２０重世チを超えると潤滑効果はある
が半固体になり給油上好ましくない０ ウレア基を有する有機化合物としてはジー、トリー、テ
トラ−ウレア基を有するものがあり、いずれも使用でき
るが、なかでもジウレア基のものがミルクリーン性が良
く最も適当である。ジウレア基を構成するモノアミンと
ジイソシアネートとしては、アミンはヘキシルアミン、
ドデシル７′ミン、ヘキサデシルアミン、アイコシルア
ミン、トルイジン、ナフチルアミン等、ジイソシアネー
ト）・・はジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネ
ート、トリジンジイソシアネート、ナフチレン−１，５
−ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等の芳
香族ジイソシアネートが適当である。

ウレア基を有する有機化合物の例としてはドアジルアミ
ン−ジフェニルメタン４．４′−ジイソシアネート、ヘ
キサデシルアミン−トリレンジイソシアネート、トルイ
ジン−ナフチレン−１，５−ジイソシアネート等をあげ
ることができるＯウレア基を有する有機化合物の基油中
の含有機はミセル構造の確、雨される範囲であるが、お
おむね０．５〜２５重量％、好ましくは２〜２０重は係
である。

０．５重量％未満ではミセル構造が確認されず潤滑効果
がなく、一方２５重量係を超えると潤滑効果はあるが半
固体になり好ましくない。尚前記布けんとウレア基を有
する有機化合物の合計は３０重ｉｔ　％を超えないよう
にする必要がある〇本発明Ｇこおいてミセル構造形成物
質は一種のみ組成物中に存在しても良いし二種、三種共
存しても良い。

また研究の結果、上記範囲の石けん類、複合層けん類の
少なくとも一種とウレア基を有する有機化合物と共存さ
せた場合特に潤滑性の向上に効果があり、なかでもリチ
ウム石けんおよびリチウム複合層けんから成る群から選
ばれた少なくとも一種とウレア基を有する有機化合物の
少なくとも一種との重量比が２：ｌの組合せの場合にそ
の他の場合より著るしく潤滑性が優れていることが判明
した。

本発明で熱重合抑制剤として使用するビニルア・ルキレ
ートモノマーはアルキル基の炭素数８〜２４が適当な範
囲で０７以下も０２５以上も分散性が悪く適当でない。

この適当なものの例としてはビニルステ了レートモノマ
ー、ビニルパルミテートモノマー、ビニルミリステート
モノマー、ビニルラウレートモノマー、ビニルデカノエ
ートモノマー等で、この内ビニルラウレートモノマーお
よびビニルデカノエートモノマーが分散性が適度で最モ
適当である０ビニルアルキレートモノマーの添加量は０
．１〜５重量％の範囲が適当であって、０．１重量％よ
り少なくては効果がなく、５重量％より多くてはこれ自
身の熱重合生成物による汚れが生じるのでいずれも適当
でない。

かような構成の本発明がすぐれた効果を示す事は実験的
には十分確認されているが理論的には未だ十分解明され
ていない０しかし次の事は考えられる。

本発明の圧延油が潤滑性の良い点しこついては、ミセル
構造を有しているのでロールバイト内で油膜厚さが厚い
事、ミセル繊維のからみ合いにより油膜の機械的、熱的
剥離作用に対する抵抗力が大きい弔、ミセル繊維白身が
吸着性が強く優れた潤？１ｆ剤である事等が行えられる
０次Ｑこミルクリーン性の［遣い点（、二ついては鋼板
表面のイ」着量滑剤が焼鈍炉内で加熱され熱重合し網板
と反応′４る除に石けん類の金１％Ｊルの１Ｌ′１．　
ｓ　Ｏａ　１Ｚｎが存在すると鋼板との反ｊ＋ｉｊ：を
抑制−する事か考えられる。

しかしＡ７７、Ｐ　Ｙ）のような周期律第［ＩＩ族以上
の元素のものは効果はなく、この理由は鋼板表面におけ
るＩｉｊじｒ・価電子の個数４こ関連した界面現象（こ
よるものと思わ第１る０これら金属の効果は熱重合反応
に対しでは抑制効果は認められない。よって石けん類の
脂肪酸基（二］飽和のものが好ましい〇ウレア基を有す
る有機化合物は焼鈍炉内で加熱されると完全Ｇこ熱分１
１イして鋼板との反応や再付着する事なく炉外へ排出さ
れるものと考える。

ビニルアルキレー　トモメマーは焼Ｍ　炉内’ＣＪＪ［
ｌ　熱さ（ｔたときに熱重合反応を抑制する顕著な効果
が認められた。

ビニルアルギレートモノマーはそれ自身が反応し易く不
安定なので潤滑剤が高温で熱分解、熱重合する酸化反応
において酸化反応連鎖停止剤と［７て作用するものと考
えられる。

本発明の圧延油剤の製造法は基油にミセル構造形成物質
を加え、融解温度近く土で加熱し、その後急冷し、７゛
０℃以丁でビニルアルキレ−１−モノマーを加え均一に
混練して製品とするか、或いは基油中（こ脂肪酸と金属
塩（水酬化物、酸化物等）、または高級脂肪酸と低級脂
肪酸と金属塩またはモノアミンとジイソシアネートを加
えて融ＩＩＪ￥温度近くまで加熱し、反応させ、その後
急冷し７０℃以下テビニルアルキレートモノマーを加、
ｔ、均一に混練して製品とする。

本発明においてその他の添加剤としてミルクリーン性に
影響のない防錆剤、酸化防止剤、極圧添加剤等を更に含
有する事も出来る。これらは製造′ｆ：、程において７
０℃以下で添加する事が必要である。本発明の圧延油剤
を圧延工程に適用するに当っては鋼板表面に直接、エア
レスあるいはエアースプレーするか、水中で２〜ａｏｆ
ｆｉｂｔｔ％の濃度に、て強制攪拌後、」マルション状
態でスプレーする’ＩＧ　カＲ’１４　当である０特に
ゴマルションの状態はＷ１０／Ｗエマルションになるも
のが最も適当であり、循環給油も適用できる。Ｎａおよ
びＫの石けんの場合Ｇこけエアレスあるいはエアースプ
レーが特に好ましい。

次（こ第１表の実施例及び比較例により、本発明の具体
的な構成及び効果を示すＯ各個の組成の数字はいずれも
重ｉｔ％である。なお同表に記載しである１ミセル構造
確認試験、２．プレートアウト試験、３ころがり−すベ
リ潤滑試験、４４焼鈍試験の各試験方法および評価方法
は次の通りである０（１）ミセル構造確認試験 （方法） 試料を電子顕微鏡用メツシュに少ｈ１乗せ、シャーレ−
に入れた溶剤槽の中にメツシュを１昼夜放電后、取り出
し、電子顕微鏡にて、ミセルの繊維の存在の有無を、２
０００倍Ｇこて確認する。

（評価） Ｏ・繊維が認められるＯ Ｘ・・　繊維が認められない、。

（２）プレートアウト試験 （方法） １００Ｘ１００ＸＩ朋の鋼板を垂直に１５０ｍ、ｐ、ｍ
、の速度で移行しつつ、水を噴射してぬれた鋼板表面に
試ｒ１を原端１００　ＣＣ／　ｍｉｎにてエアースプレ
ーし、鋼板付着油漬を重歌（ｍ９）で求める０ （評価） ◎・−６ｏ　ｍ９／　１００　ｃｍ２以上○　・・４０
〜６０〜／　１００　ｃｍ２０　　・・　２０〜’　　
”９７１　０　０ｃｍ２△−＝−２０ｍｇ　／　１００
　ｃｍ２未満（３）ころがり−すベリ潤滑試験 （方法） Ｅ−２４型潤滑試験機（直径２４０　ｍｍの２段ロール
；変速回転可能；最高速度１０００ｍ、ｐ、ｍ、　）に
て、回転出側より、１６　ｌ／　ｍ１ｎ（８＃／σ２）
の冷却水をかけ、回転入側力・らは、−ｒ”γ−スプレ
ーで試料を０．２　（！　／　ｍｉｎ給油する０　ト１
１−ル（軟鋼材ｒ１−ル）と下ロー′ル（Ｅｌ：　’、
Ａ　ａ−ル（Ｈ８７：８　ｏ　〜８５　）　）に１０φ
ｆ７）　スＩＪツブ率をもたけた状ｐ（１で一定の荷重
を加え、１．０係のスリップ率が維持口■能か否かをみ
る。トロールを基準（こ１００　ｍ、ｐ、ｍ、　スつ速
Ｉθを増Ｉ７２、スリップ率が維持出来ｔ、ｒ　くなる
速度を求める。

（Ｊ・Ｆ価）　スリップ率１０係を維持出来なかった速
度 ０−９　Ｆｌ　０　ｍ、ｐ、ｍ、以上 ○　＝　７００〜９００　ｍ、ｐ、ｍ。

口　　　　５　０　０　〜７　０　０　　ｍ、ｐ、ｍ。

△　　　３００〜５００　ｍ、ｐ、ｍ。

Ｘ　　・３００　ｍ、ｐ、ｍ、以下 （４）焼鈍試験 （方法） １、００　Ｘ　ｌ　００　Ｘ　１　ｍｍの鋼板に試料を
一定に（〜４着させたものを６枚重ね合わせ、下記の条
件にて焼鈍し、その后の鋼板表面のスティンの有無を観
察する０ 条件；昇温速度　７００℃まで４時間 保持湿度及び時間　７００　”ＣＸ　ｌｈｒガスの種類
　Ｈ２（５チ）　十Ｎ２　（９５係）ガス殴０．１　Ｆ
７７８／　ｈｒ （評価） ◎　・　スティンなし ０　・・２〜３点スティンあり 口　　少量スティンあり（５〜１０％）へ　　スティン
あり（１０〜２０係） ×　　スティン大（２０チ以１−） 第１表より本発明の油剤はプレー１−アウト試験、ころ
がり−すベリ潤滑試験、焼鈍試験にすべて優れた成績で
、潤滑性とミルクＩＪ−ン性の共に優れた測用冷間圧延
油剤である事が確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　基油に、周期律表の第１族および第１Ｉ族に（−Ｉ
   ↓する元素の石けんおよび複合層けんから成る群から選
   ばれた少なくとも一種及び／またはウレア基を有する有
   機化合物の少なくとも一種からなるミセル構造形成物質
   とビニルアルギレートモノマーとを分散してなる組成物
   であって、ミセル構造を有する事を特徴とする画用冷間
   圧延油剤。