JPS60155294A - 金属塑性加工油組成物の供給方法 - 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】 本発明は新規な金属塑性加工油組成物の供給方法に関す
る。

而して、本発明の目的とするところは、融点２０〜１０
０℃の油脂又はワックスを含む潤滑油成分が当該融点以
下の温度では安定な懸濁分散状態にあり、かつ塑性加工
時加工部に供給する際、すなわち当該融点以上の温度で
は不安定な懸濁分散状態となって加工部によく付着し、
しかも循環して使用できる金属塑性加工油組成物を加工
部に供給する方法を提供せんとするにある。

従来、一般に使用されている鋼板の冷間圧延油としては
、パーム油、牛脂系圧延油に代表される動植物油系圧延
油並びに鉱物油系圧延油があり、これらは何れも、前者
ではトリグリセライド、後者では石油系炭化水素を基油
とし、これに油性向上剤、極圧剤、酸化防止剤等を添加
配会したものに乳化剤を加え、通常１〜２０％の０／Ｗ
型エマルジヨンとして使用している。

金属塑性加工油組成物については、多くの研究がなされ
、例えば、液体潤滑剤、脂肪酸又はそのグリセリド及び
スラックスワックスの如きフックスからなる組成物が保
存中の金属表面の保護被覆剤並びに冷間圧延作業時の潤
滑剤として作用し、しかも生成する乳濁液中の汚れ等を
効果的に浮遊させる好ましい組成物であること（特公昭
４８−４２９２７号）；あるいはパラフィンワックス及
びα−オレフィンの酸化生成物を添加配合した潤滑油組
成物は潤滑性が良好で、オイルスティンの発生が少ない
こと（特公昭５３−７１７４号、特開昭４９−６７９０
６号、同４９−８２７０７号）が報告されている。しか
し、これらも必ずしも満足し得るものではない。

圧延油は、ロールと鋼板の接触円弧の旧情に介在し、面
負荷条件下でお互いが直接接触することを防ぐ役割をし
ている。そして、冷間圧延は、生産性金玉けるために圧
延速度の高度化が進んでいる。従って、近年、このよう
な尚負荷、高速度で行われる圧延に対する要求を満す圧
延油の改良研究が盛んに行われている。

而して、圧延油の改良には、圧延油組成物の成分である
基油、油性向上剤及び極圧剤等の選定も重要な因子であ
るが、実際の使用形態でちる水に分散した糸の性質が非
常に重要である。すなわち、圧延における潤滑の場合、
潤滑剤は水に分散した状態で供給されるので、潤滑油成
分が同じ組成のものであっても、その分散粒子の安定性
の差によって、ロールと鋼板の六面に伺着する油量（プ
レートアウト量）が異なるため、ロールと鋼板との接触
円弧部分に取り込まれる圧延油の量が相違し、その結果
圧延潤滑特性も異なってくる。

通常、ロールと鋼板との接触円弧部分に取り込まれる油
量が多い場合には、鋼板の面積が塑性変形によって拡張
されていく面の藺滑を容易にし、お互の接触面積も少な
くなり、その結果圧延潤滑特性も改良される。

従って、圧延油を水に分散させて使用する場合、系をで
き得る限り不安定にしてプレートアウト量を増大させる
ことが望ましいが、一方、圧延油の水分散液を調製する
際及び循環して使用する場合には安定で取扱い易い分散
液であることが望まれる。

一般には、乳化剤を用いて、その添加ｉ、ＨＬＢのバラ
ンス（通常Ｉ−ＬＢ　８〜１４）によって圧延油エマル
ジョンの安定度（Ｅ、Ｓ、Ｉ）ｉ調整しているが、この
分散方法では、プレートアウト欧とＥ、Ｓ。

■の増大とは相反する傾向を示す。すなわち、エマルジ
ョンの安定性ｆ　ｉ％めれば鋼板へのプレートアウト量
が減少して、潤滑性が不充分となり、またプレートアウ
ト量を増大せんとすればエマルジョンが不安定となり、
循環使用する際に桝々の支障を生ずる。斯くの如く１両
特性を同時に具備させることは極めて困嘔であり、未だ
両特性を具備した金属塑性加工油組成物は提供されてい
ない。

そこで、本発明者は斯る条件を具備した金属塑性加工油
組成物の供給方法を開発すべく鋭意研究を行った結果、
融点２０〜１００℃の油脂又はワックスを含有する潤滑
油成分を特定の親水性分散剤を用いて、当該融点以下で
は固体状態で水に安定にＵ部分散し、かつ加工部に供給
する際、すなわち当該融点以上では不安定になるように
することによって、上記両特性を満足し得ることに成功
し１本発明を完成した。

すなわち１本発明は、融点２０〜１００℃の油脂及びワ
ックスからなる群から選ばれる１種又は２種以上の混合
物１０〜１００車ｍ％を含有する潤滑油成分を分子ｆｉ
２５０〜２５，０００の陰イオン性菌分子分散剤から選
ばれる１棹又は２号車以上の水溶性分散剤を用いて潤滑
油成分の融点以下で固体状態で水に懸濁せしめ、該■滑
油成分の融点以上の温度で塑性加工時の加工部に供給す
るか又は該潤滑油成分の融点以上の温度に加熱された加
工部に供給する金属塑性〃ロエ油組成物の供給方法を提
供するものである。

本発明の金属塑性加工油組成物に使用する融点２０〜１
００℃の油脂又はワックスとしては１通常の融点２０℃
以上の動植物油１例えばパーム油。

牛脂、豚脂、羊脂等；天然ワックス、例えば密ロウ、カ
ルナバワックス、モノタンワックス、マイクロクリスタ
リンワックス等；合成ワックス、例えばポリエチレンワ
ックス、ケトンワックス、エステルワックス等が挙げら
れる。これらの油脂及びワックスは１種又は２Ｗ１以上
を混合して使用することができ、これは潤滑油成分中１
０〜１００胤吐チになるようにするのが好ましい。潤滑
油成分の他の成分としては、例えばスピンドル油、マシ
ン油、タービン油、シリンダー油等の鉱物油又はその他
の公知の潤滑油が使用され、これらは潤滑油＋３’ｙ、
分の９０＠璧悌以下の範囲で用いられるが、上記油脂又
はワックス量が多い方が好援しい。

址だ、水溶性分散剤としての分子量ｔ１２５０〜２５．
０００の陰イオン性高分子分散剤は次のものが挙げられ
る。

（ａ）オレフィン−マレイン酸共ＩＦ合物塩例えば、マ
レイン酸と炭素数２〜２０のオレフィンとの共重合物の
アルカリ金属、アンモニウム又はアミン塩で、平均分子
量が２５０〜２０．０００のもの。

（ｂ）　アクリル酸もしくはメタクリル酸−マレイン酸
共重合物塩 例えば、当該共重合物のアルカリ金属、アンモニウム又
はアミン塩で、平均分子量５００〜２５．０００のもの
。

（ｅ）　アクリル酸もしくはメタクリル酸の単独重合塩
又はこれらの共重合塩 例えば、当該重合又は共重合塩のアルカリ金属、アンモ
ニウム又はアミン塩で、平均分子量５００〜２５，００
０のもの。

（ｄ）　芳を族化合物スルホン酸−ホルマリン縮含塩例
えば、ナフタレンスルホン酸、クレオンートスルホン酸
、クレゾールスルホン酸、炭素数ｉ〜４のアルキル基を
有するアルキルナフタレンスルホン酸又はリグニンスル
ホン酸の１又は２以上とホルマリンとの縮合物（縮合度
２〜５０）のアルカリ金属、アンモニウム又はアミン塩
。

以上の陰イオン性高分子分散剤のうち、（ａ）〜（Ｃ）
の分子量２．０００〜１０，０００のものが特に好まし
い。

これらの水溶性分散剤は１種又は２棟以上を混合して使
用することができ、これは潤滑油成分に対して０．５〜
２０重量係使用するのが好ましい。

本発明の金属塑性加工油組成物には、上記成分の他、必
要に応じて公知の各種添加剤、例えば防錆剤、油性向Ｊ
二剤、極圧剤等を添加することもできる。

本発明の金ＩＡＤ１ｉ性加工油徂成物は、上記謁滑油成
分と水溶性分散剤とケ単に混合するか、あるいｄ水分計
が８０チ位までの濃厚溶液として調製しておき、使用時
水で希釈して使用する。

本発明の金属塑性加工油組成物は、潤滑油成分中に含ま
れる油脂又はワックスの融点以下の温度で水に懸濁され
ている状態では、水溶性分散剤の作用により、固体粒子
として水中に分散し、安定な分散液を形成する。一方、
当該融点以上の温度になると、液体粒子が水に分散した
。所Ｎｔｌ　Ｏ／　Ｗ型分散液の状態となる。而して、
本発明では分散剤として、固体粒子が水に分散した分散
系は安定に保持するが、０／Ｗ型分散液の安定化にはあ
まり有効でないものを選択しであるため２分散状態が破
壊されて加工部への油成分の付着が増大する。

従って１例えば、本発明の金属塑性加工油組成物を圧延
油として使用する場合を例にとって説明すると、油脂又
はワックスの融点以下の温度では。

安定な分散状態を保持し、これ全ロールと鋼板の噛込部
分に当該融点以上の温度で供給すると分散状態は破壊さ
れて圧延油がロール及び鋼板上に多量に付着して良好な
潤滑作用を奏する。しかも。

回収された圧延油分散液は当該融点以下の温度に冷却す
れば安定な分散液となるので循環して使用することがで
きる。

本発明の金属塑性加工油組成物は、その他にプレス加工
、鍛造、押出し等の飼ｍに使用できる。

更にまた１本発明の金属塑性〃ｌｌ抽油組成物。

低温で貯蔵及び循環使用が可能なため、エネルギーの節
約となり、かつ作業環境も改善される。また分散状態で
貯蔵されるので、スカム、鉄粉等の汚れと分散粒子とが
凝集を起すことがなく、汚れの分離が良好である。更に
、藺滑時の当該融点以上の温度では分散状態が不安定と
なるだめ、油水分離性が良好になシ、廃水処理性にも優
れている。

本発明の金属塑性加工油組成物を加工部に供給する方法
を、圧延油としてロールと鋼板に供給する場合を例にあ
げて説明すれば次のとおりである。

先ず、固形分が０．１〜４０重蝋チ、より好ましくは１
〜２０重量％になる如く水に懸濁せしめた本発明の金属
塑性加工油組成物を潤滑油成分の油脂又はワックスの融
点以下の温度で機械的攪拌を行いながら保存する。７次
いで、これを供給前に予め熱交換器等によって当該融点
以上に加熱して分散状感奮不安定にしたものを加工部に
供給するか、あるいはロールと鋼板の摩擦及び加工熱に
よって高温になった加工部に供給して分散状態を不安定
にし、潤滑油成分を加工部に付着させる。廿だ。

潤滑後は回収して、自然冷却又は熱交換器等で当該融点
以下に冷却し、循環使用する。

叙上の如く、本発明の金属塑性加工油組成物の供給方法
は所期の２つの条件を具備した従来の潤滑剤の供給方法
にはみられない優れた特長を有する。

次に実施例を挙けて説明する。

尚実ｌイ１例中の金属塑性加工油組成物は第１表のもの
を１史用した。

第１表 ［１１１融点３７℃、Ａ、Ｖ＝１１．Ｓ、Ｖ＝１９６２
）融点３２℃、Ａ、Ｖ＝７．Ｓ、Ｖ＝１９８３）融点８
２℃ ４）ｆｉｌｌＩＩ点７３°Ｃ ５）融点８２°Ｃ 以下余白 実施例１ 圧延試験 （Ａ）　圧延試験方法 圧桃機：１００朋φ×１５０朋幅、鍛鋼ロール二段圧姑
機 被圧延材：　Ｓ）’ＣＣ，Ｓ、υ（ＪＩＳ、　Ｇ３１４
１１板厚１１１ＩＸ版幅３０間 圧延速度：　１０００１ｎ／　ｍ１ｎ ＣＢ）　圧延油供給方法 試料油と水を所定の濃度に混合し、試料油に含まれる油
脂及びワックスの１つ又は２つ以上の混合物の融点以上
に加温しながら強制攪拌し。

史に、強制攪拌しながら上記７Ｊ５４合物の融点以下の
所定の温度に冷却し１分散液１［製する。但し、比較と
して用いた乳化型の油剤の場合は、スプレー温度と同じ
温度で調製した。ロール及び圧延材料にスプレーする際
、スプレー温度の調整は、ギヤーポンプ入口直前で熱交
換器により行った。スプレー量は、　；（、ＯＡ　／　
”ｉｎ（圧力２、　ｓ　ｋｇ／ｃｒｌ　ｌである。

上記条件で圧下率５０チの圧延時の荷重を測定し、その
時の単位幅荷重をめた。

（Ｃ）結果 第２表のとおりである。

第２表 第２表の結果から１本発明組成物を圧延油として用いた
場合、比較例５．６で示されるような従来の油脂を基油
として、これを乳化剤を用いて乳化型とした圧延油に較
べて優れた圧延潤滑性能を示した。従って、前述したよ
うな水溶性分散剤を用いた分散液の調整法及び供給方法
は、圧延油潤滑性能を向上させるには非常に有効である
ことがわかる。

実施例２ 分散液安定性及び油付着性試験 （ａｌ　分散液安定性試験 試料油と水を所定の濃度に／ＩＬ合し、試料油に含まれ
る油脂及びワックスの１つ又は２つ以上の混合物の融点
以上に加温し、ホモミキサーで回転数５００Ｏｒｐｍ５
分間撹拌し１次いで同回転数で５分間以内で所定の温度
に加温あるいは冷却する。更に所定の温度で回転数５０
　Ｏｒｐｍで攪拌しながら１時間後の状す、１を目視で
観察すると共にコールタ−カウンターにより平均粒子径
を測尾した。

評価方法を以下の三段階で分類した。

○：均−分類敗層で上層にｅｌとんど分離浮遊物が認め
られない。（平均粒子径１０μ未満）Δ：均均分分散層
上層に小量の分離浮遊物が認められる。（平均粒子径１
０〜１６μ）×：大部分の分離油層あるいは、固体凝集
物が生成する。（平均粒子径１６μ以上） （ｂ）　油付着試験方法 試料油と水を所定の濃度に混合し、試料油に含まれる油
脂及びワックスの１つ又は２つ以上の混合物の融点以上
に加温し、ホモミキサーで回転数５０００　ｒｐｍ、５
分間攪拌し１次いで同回転数で５分間以内で上記混合物
の融点以下の所定の温度に冷却し１分散液を調製する。

但し。

比較品として用いた乳化型の油剤の場合はスプレー温度
と同じ温度で調製した。

付着性試験は、上記分散液をキャーポンプ入口直前で熱
交換器により所定のｒａｔｌＦに加温して試験片にスプ
レーにて２秒間噴霧（圧力１．０気圧、噴叶ＩＡ／ｍ１
ｎｌｌ、た後、常温にて１乾燥し。

付着油部を暇は法により測定した。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。

大きさは幅５０朋×長さ１００間、表面粗度４．θ〜５
．０μで、あらかじめ溶剤脱脂して用いた。

（ｅ）　結果は第３表のとおりである。

第３表の結果から明らかな如く、本発明組成物は、油脂
及びワックスからなる１つ又は２つ以上の混合物の融点
以下の分散状態では安定で。

かつ混合物の融点以上での塗布条件では、付着量が大き
く優れた性能を７Ｊ＜シた。一方、比較品（１）〜（６
）は、いずれの性能も満足しないか、又はいずれか一方
の性能を満足せず本発明組成物の用途には適さない。

実施例３ 分散液循環試験 試料油を水に対して、５重吊俤になるように混合し、液
温５０℃から６５℃の、試料油が均一に融解する温度に
加温して強制攪拌し、その攪拌条件で液温２５℃、３０
℃および４０℃に冷却し。

分散液を調製する（３０感容量タンク中に液量２０ｐ）
。このように調製した分散銭金ギヤーポンプ入口直前で
熱交換器により液温５０℃から６５°Ｃの、試料油が均
一に融解する温度に加温してスプレーノズル（圧力２．
５気圧給油喰３β／ｍ１ｎ）から１５０℃に加熱した鉄
板に噴射した。回収された分散液を予同タンク（８酸２
Ｊ３）内で強制攪拌しながら連続的に熱交換器を通して
３０℃に冷却し、もとのタンク内に戻す。これを連続的
に繰り返し４８時間後の上層浮遊分を除いた分散液中の
油分を抽出、秤量し、初期仕込油量に対する減少＋１：
を百分率により示した。尚その際、スプレー液の受け容
器の底に鉄則分を使用液に対して０１重１％沈澱させて
おく。但し、比較品として用いた乳化型の油剤の場合、
液温３０℃では乳化液が不安定なため、スプレー温度と
同じ６０℃の液温にして循環した。

その結果は第４表のとおりである。

第４表 第４衣から明らかな如く、本発明組成物およびスプレー
塗布方法を用いて行った循環安定性能は、比較品Ｆ５１
　、　ｔ６１を用いて行った通常の循環安定性能に幀べ
て優れていることを示した。

実施例４ 廃水処理性試験 油付着性試験と同様の方法で調製した油脂及びワックス
の１つ又は２禰以上の混合物の融点以上で試料液（１０
００＃Ｉｌ）に硫酸バンド３Ｌｊを添加し、２分間攪拌
し、その後水酸化カルシウムを添加してｐＨを７に調整
し、１０分間攪拌後、３０分間静置して、下澄液を採取
して、　ＣＯＤ　（過マンガン酸カリウム法）を測定し
た。

その結果は第５表のとおシである。

第５表 第５表の廃水処理性試験結果から明らかな如く。

本発明組成物は、比較品（ワ）、（ロ）で代表される乳
化型の分散液に較べて通常廃水処理性に侵れている。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、融点２０〜１００℃の油脂およびワックスから成る
   群から選ばれる１種又は２棟以上の混合物１０〜１００
   重量％を含有する潤滑油成分を分子喰２５０〜２５，０
   ００　の陰イオン性高分子分散剤から選ばれる１種又は
   ２種以上の水溶性分散剤を用いて潤滑油成分の融点以下
   で固体状態で水に懸濁せしめ、該潤滑油成分の融点以上
   の温度で塑性加工時の加工部に供給するか又は該潤滑油
   成分の融点以上の温度に加熱された加工部に供給するこ
   とを特徴とする金属塑性加工油組成物の供給方法。 ２　水に懸濁された固形分含有率が０．１〜４０重量％
   である特許請求の範囲第１項記載の金属塑性加工油組成
   物の供給方法。