JPS5922757B2 - 鋼板用冷間圧延油 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は潤滑性の極めて優れた鋼板及びメッキ用鋼板の
冷間圧延油に関し、特に繰返し循環使用ｔこ耐えられる
ことを特徴とする冷間圧延油に関する。

最近、冷間圧延技術の発達により、高能率の達成、高品
質の製品を得る為、冷間圧延速度の向上には著しいもの
がある。

しかしながら、圧延速度が向上するにつれ、ますます高
い潤滑性が必要とされるので、潤滑油に対する要求も厳
しくなっている。

例えば、薄鋼板の圧延においては、通常の鉱物油系の潤
滑油を用いてはその要求を満たすことが出来ず、パーム
油、牛油の如き動植物油脂に油性向上剤、乳化剤等を添
加配合したものを水と混ぜてエマルジョン状態で使用し
ている。

しかし一般にこれら動植物油系圧延油は洗浄性が悪く、
充分に洗浄しない限り、焼鈍時にオイルスティンの原因
となる汚れが残る。

従って通常は、冷間圧延後、電解洗浄作業により鋼板を
焼鈍前に洗浄する。

現在、圧延油の使用方法は、経済性、管理の容易さ、廃
液処理の問題等の観点から、通常は鉱油系、油脂系にか
かわらず、潤滑油をエマルジョンとして調合し、連続的
に循環して使用する方法をとっている。

しかしながら循環使用中、エマルジョンの重合、分解に
よるスカムあるいは浮遊油分の発生ｌこよりエマルジョ
ンの濃度が減少し、潤滑性が悪くなり、焼付き等の事故
を起こし、高価なロールを破損したり、鋼板にヒートマ
ークが生じたりして製品の性状を悪くする。

さらにエマルジョンそのものも、上記スカムおよび浮遊
油分やミルスケールや圧延ロール軸受用潤滑油、酸洗後
の防錆油等の混入によって汚れ、圧延後の鋼板をそのま
ま焼鈍すると油類及び汚物の付着により、オイルスティ
ンが発生する場合が多い。

さらに現在優れた潤滑性を有する圧延油として主にパー
ム油、牛脂をベースとするものか用いられているが、常
温では固体であり、通常６０°Ｃ前後の温度でエマルジ
ョンを使用している。

従って、高い潤滑性を有し、比較的低い温度でエマルジ
ョンを調整出来れば調合が簡単で、かつ熱源の節約にも
なり、冷却効果も向上し、板面の油やけ等も少なくなり
製品の清浄度が増大するという利点がある。

本発明の目的は、動植物性油脂をベースとした圧延油と
同等あるいはそれ以上の潤滑性を有する配合組成物を提
供することにあり、さらに、このものが比較的低い温度
で繰り返し循環して使用しても初期の潤滑性を維持する
ことが出来、スカム様の分解浮遊分の生成も比較的少く
、かつミルスケール及び老化不溶油分の如きエマルジョ
ン中に存在する汚れ等を効果的に浮遊させるような物質
を調合した冷間圧延油を提供するにある。

ここに、本発明者等は、化合物の化学構造を検討し、そ
れらの物理化学的特性を有効に生かす方向で、研究開発
を続けてきた結果、界面活性剤型の構造を有する特定の
ポリオキシエチレングリセリンの末端水酸基を特定の脂
肪酸でエステル化した化合物を主体とした組成物が上記
目的に合致することを見出し本発明にいたった。

即ち、本発明は酸化エチレン付加モル数が３ないし３０
のポリオキシエチレングリセリンと炭素数１２ないし１
８の脂肪酸との部分エステル化物（エステル化率１／３
以上）を５ないし１００重量％及び鉱物油又は動植物油
からなる油成分をＯないし９５重量係含有する鉄板用冷
間圧延油を提供するものである。

ここで酸化エチレンの付加モル数は３ないし３０モル、
好ましくは５ないし２０モルであるが、３モルより少い
場合には、ＨＬＢ（親水性親油性のバランス）が小さく
なり、水中での分散性が悪くなり、鋼板に付着した場合
の洗浄性も悪くなる。

又焼鈍後のオイルスティンの発生量が増大する。

付加モル数か３０より多くなると、ＨＬＢが大きくなり
、水中に安定に乳化あるいは分散して、圧延時の鋼板上
への油分の付着量が少なくなり潤滑性も悪くなる。

さらに熱安定性、油に対する溶解性も悪くなり、流動点
も高くなる。

又、ポリオキシエチレングリセリンと炭素数１２ないし
１８の脂肪酸との部分エステル化物のエステル化率カ月
／３より低い場合、潤滑性、熱安定性、油に対する溶解
性が悪くなる。

好ましくはエステル化率２／３以上である。

炭素数１２ないし１８の脂肪酸は、天然物及び合成物を
使用することができる。

特に天然脂肪酸としては、パーム油、牛脂を加水分解し
て得た脂肪酸分、あるいはそのうちの二重結合を有する
化合物を多く有する留分、合成物としては、炭素数の多
いイソステアリン酸、インパルミチン酸の如き常温で液
体物質を多く含む留分を用いたものが上記目的としては
好ましい。

ポリオキシエチレングリセリンの部分エステル化物の製
造は、通常のエステル化反応を含む任意の方法、手段を
用いるか、あるいは、いわゆるグリセライドに公知の方
法でエチレンオキサイドを付加重合して行うことができ
る。

鉱物油又は動植物油としては、スピンドルｉ’Ｅｔ３゜
タービン油などの鉱物油、又はパーム油、牛脂などの動
植物油が挙げられる。

本発明品は５ないし１００重量力、好ましくは１０ない
し６０重量濠のポリオキシエチレングリセリン部分エス
テル化物と、Ｏないし９５重量％、好ましくは１０ない
し７０重量％の鉱物油又は動植物油とから成るが、その
他側用目的に応じ、防錆剤、油性剤、消泡剤等の添加剤
を配合できる。

次に本発明の特徴とする所を明らかにするために、参考
例、実施例を挙げる。

評価方法 圧延試験、摩擦係数の測定、耐熱性試験、焼鈍試験、油
付着性試験方法は下記のとおりである。

Ａ 圧延試験方法 圧延機：１００ｍｍφＸ１５０ｍｍ幅 鍛鋼ロール二段
圧延機 被圧延材： ５ＰＣＢ、Ｓ、ＩＪ材（ＪＩＳ、Ｇ ３１
４１）板厚１朋×板幅３０龍 圧延速度：１００ｍ／ｍｉｎ 圧延油供給方法：圧延油の１０％エマルジョン 、溶液
を液温３０℃および６０℃にて強制攪拌しながら、ギヤ
ーポンプにて給油量３．０１７ｍ１ｎ１圧力２．５ｋｇ
／ｃｒｉｔでロール及び圧延材料に噴射した。

上記条件で圧下率５０％の圧延時の荷重と板厚の変化を
測定し、その時の単位中荷重を求めた。

Ｂ 摩擦係数の測定法 曽田■型振子油性試験機によった。

荷重は接触面最大荷重が１１１ ｋｇ／ｒｒａＭとなる
条件にて行なった。

測定には、出来るだけ実際の圧延潤滑と条件を同じにす
るため、試料油を温度６０℃にて強制攪拌して１０％エ
マルジョンとじた状態の中へ摩擦測定用のピンとボール
を１分間浸漬した後、引き上げて風乾した試料を用いる
方法をとった。

全ての試料油の摩擦係数は上記の方法にて測定した値で
ある。

Ｃ耐熱性試験法 試料油１０１を円型ガラス製水分カップ（高さ２０龍、
直径５０朋）に秤量し、空気雰囲気の恒温槽の中に温度
２００±５℃、時間３時間放置後取り出してその重量減
少量を百分率であられした。

Ｄ 焼鈍試験方法 上記圧延試験に用いた圧延後の鋼板を５Ｑｍｍの長さに
切断し、二枚重ねにして焼鈍（温度７００℃、窒素雰囲
気２時間）を行い、その表面の汚染度を目視観察した。

汚染度は最も劣るものを５とし、五段階に等級づけし相
互に比較した。

Ｅ 油付着性試験方法 試料油を１０％エマルジョンとし、温度６０℃にて強制
攪拌し、スプレーにて１０秒間噴霧（圧力１．５気圧、
噴量０．７７／１ｎｉｎ ） した後、常温にて乾燥し
、付着油量を重量法により測定した。

使用した試験片は、圧延試験に用いたものと同種のもの
で、大きさは巾５０龍×長さ１５０ｍｍ、表面粗度４．
０〜５．０μである。

あらかじめアルカリ脱脂して用いた。

※；Ｆ エマルジョン循環試験 試料油のエマルジョン循環安定性を調べる為、１０％エ
マルジョン溶液として、液温３０℃および６０℃に調製
して、ギヤーポンプでスプレーノズル（圧力２，５気圧
、給油量３．０１／ｒ１１ｉｎ）から、１５０℃に加熱
した鉄板に噴射し、連続的にエマルジョン溶液を循環し
、４８時間後のエマルジョンの上層浮遊分を除いたエマ
ルジョン中の油分を抽出、秤量し、初期仕込油量に対す
る減少量を百分率により示した（その際、スプレー液の
受は容器の底に、鉄細分を使用液に対して０．１％沈澱
させておく）。

さらに４８時間使用後のエマルジョン水溶液を用いて圧
延試験を併せて行った。

参考例 ｌ ポリオキシグリセリンの製造 グリセリン９２ｒ（１モル）及び触媒として水酸化ナト
リウム０．４１をオートクレーブに仕込み１３０±５℃
で加圧下（２〜３に９／ｄ）に酸化エチレン２２０Ｌ？
（５モル）を重付加させた。

さらに同温度で１時間攪拌加熱した後、目的とするポリ
オキシエチレン（５）グリセリン３１２１を得た。

上と同様の操作によって酸化エチレン付加量の異なるポ
リオキシエチレングリセリンを得た。

得られたものの分析値は、次の表１にその主なるものの
例を示した。

参考例 ２ ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸部分エステル化物
の製造 前項の方法によって得られた化合物ａの１０３．７１及
び牛脂脂肪酸、（酸価Ａ、Ｖ、＝２０５．０ ）２７３
．７１を四つくちフラスコに仕込み、２２５±５℃で生
成する水を糸外へ留去しつつ２０時間エステル化反応を
行なった。

得られたポリオキシエチレン（ｎ−５）グリセリン牛脂
脂肪酸の分析値は、表２のＩに示す通りである。

上記と同様の方法によってその他のエステル類を製造し
た。

これらの分析値の例を表２に示す。

参考例 ３ 流動性及び鉱油への溶解性 ポリオキシエチレントリ牛脂脂肪酸エステルの流動点及
び鉱油への溶解性を調べた。

酸化エチレンの付加モル数が大きくなると、最初流動点
は下；降し鉱油への溶解性は向上するが、さらに大きく
なると反対に流動点は上昇し鉱油への溶解性は降下する
。

結果を表３に示す。エステル化率のちがう他のエステル
も同じような傾向を示した。

参考例 ４ 耐熱性試験、焼鈍テスト及び摩擦係数： 市販牛脂系圧延油と前記方法で合成したエステル化物の
性能を比軟する為、耐熱性試験、焼鈍テスト及び摩擦係
数測定を行ったが、当エステル化物は表４の例でも示さ
れる如く、焼鈍テストにおける板面清浄性、摩擦係数の
２点に於いて向上が認められた。

また類似の特性を有するということでよく用いられる酸
化エチレンと酸化プロピレンの両方を含む付加物のエス
テル化物は、表４に示される如く、板面清浄性、摩擦係
数に関しては酸化エチレン単独付加物と転べて差異はな
いが、耐熱性が極端に悪く、本発明の目的とする長期循
環使用に耐え得る圧延油組成物として不適当と判断され
る。

参考例 ５ エステル化度が異なる場合の摩擦係数を求め結果を表５
に示した。

ポリオキシエチレングリセリンは、鉱物油相当の摩擦係
数しか示さないが、脂肪酸とのエステル化物は急激な摩
擦係数の減少効果が認められ、エステル化度が高い程こ
の効果は著しい。

圧延においてはロール及び鋼板にエマルジョンをスプレ
ーして潤滑を行うが、その際ロール及び鋼板上への潤滑
油の付着量が圧延潤滑特性に大きな影響を与える。

表６にその結果を示す。実施例 上記の如き参考例に基き、実際の適用例について検討を
加えた。

本実施例は上記参考例から選択されたものを各種配合し
て使用した。

配合組成を表７に示す。

表７に示した各種配合品（本発明品）及び比較品の物性
を表８〜９に示した。

これらの結果より明らかなように本発明の圧延油は、従
来圧延潤滑油として優れているといわれている牛脂系圧
延油と同等あるいはそれ以上の潤滑性を示すことが判る
。

更に焼鈍時のオイルスティン性においても極めて優れて
おり、従来の油脂系圧延油に転べて、比較的低い温度で
使用が可能で、長期循環使用において、従来の圧延油と
較べて極めて優れていることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化エチレン付加モル数が３ないし３０のポリオキ
   シエチレングリセリンと炭素数１２ないし１８の脂肪酸
   との部分エステル化物（エステル化率１／３以上）を５
   ないし１００重量嘱及び鉱物油又は動植物油から成る油
   成分を０ないし９５重量受含有する鋼板用冷間圧延油。 ２ 酸化エチレン付加モル数が５ないし２０である特許
   請求の範囲第１項記載の鋼板用冷間圧延油。 ３ 部分エステル化物のエステル化率が２／３以上であ
   る特許請求の範囲第１項記載の鋼板用冷間圧延油。 ４ 脂肪酸が牛脂脂肪酸である特許請求の範囲第１項記
   載の鋼板用冷間圧延油。