JPS60203699A - 鋼板用冷間圧延油 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鋼板の冷間圧延に適用する潤滑性、潤滑安定
性、新油補給性及び浮上油の再乳化分散性に優れた鋼板
用冷間圧延油（以下圧延油と称づ゛る）に関するもので
ある。

［従来の技術］ 圧延油は、牛脂、パーム油等の動植物油、各種合成エス
テル、鉱油或いはこれらの混合油に油性向上剤、極圧添
加剤、酸化防止剤等を加えたものに各種乳化分散剤を添
加したものである。圧延には、圧延油を適当なｍ度にタ
ンク（以下クーラントタンクと称する）内で機械的撹拌
によって乳化分散させた液（以下クーラント液と称する
）が冷却と１１ｉｉ滑油のプレー１〜アウトを兼ねて、
圧延ロール及び鋼板表面にスプレー循環される。

近年生産性向上を図るために、圧延の高速化並びに鋼板
製造の連続化が目指され、又鋼板製造の低コスト化を図
るために、冷間圧延後鋼板表面を脱脂洗浄ばず直接焼鈍
する方法（以下ミルクリーンと称する）が目指されてい
る。このために圧延油には優れた潤滑性特に潤滑の安定
性と冷間圧延鋼板表面の清浄性がめられている。

潤滑性及び潤滑の安定性は圧延油組成により影響を受け
るが、プレートアウト量の多少及び変化によっても大き
な影響を受ける。プレートアウト量が少ないと潤滑不足
をまねき、又プレートアウト量が多くてもその量が均一
性に欠けると潤滑の変動をまねく、それ故に潤滑性及び
潤滑の安定性を得るためにはプレートアウト量が多く且
つ均一であることが望ましい。又プレートアウト量はス
プレーされるクーラント液の圧延油粒子径と大きく関係
するく粒子径が小さいとプレートアラ］へ量は少なくな
る）ので、粒子径により潤滑性が左右されることになる
。粒子径は撹拌条件の影響を受【ノやりく、圧延時にク
ーラント液はクーラントタンク内での撹拌の他に、循環
によりポンプ、ノズル、戻りラインを経るので撹拌条件
が変化゛りる。

このような条件下でも、粒子径が均−且つ安定であるこ
とが望まれる。

従来より圧延油には乳化分散剤として非イオン系又はア
ニオン系のものが使用されているが、圧延油粒子は撹拌
による粗粒子化と合一による大粒径化のために２ミクロ
ンから４０ミクロンの広範囲の粒径分布を示す。その不
均一性のためにプレートアウト量も不均一となり、潤滑
性の変動が生じやすくなるという問題点がある。

種々検討した結果、カチオン性高分子化合物及び／又は
両性高分子化合物を乳化分散剤として使用することによ
ってこの問題点を解決できた。従来よりカチオン性高分
子化合物及び両性高分子化合物は有機物の凝集剤及び分
散安定化剤として使用されている。カナオン性高分子化
合物及び両性高分子化合物は酸性側水溶液で微量用いれ
ば凝集効果を示し、比較的ｍを多く用いれば強い分散安
定効果を示すことが知られている。これは撹拌により有
機物は負に帯電し、電気的にカチオン性高分子化合物及
び両性高分子化合物に強く吸着するためであるが、微吊
用いた場合には粒子の表面電位が中和され凝集効果を示
し、又聞を多く用いた場合は粒子を被覆し、正の表面電
位を与え、これによる電気的斥力と高分子の立体的保護
膜により、合一を防ぎ分散安定効果・を示すのである。

カチオン性高分子化合物及び／又は両性高分子化合物を
乳化分散剤として圧延油に使用した場合、閉合−性が優
れるため強撹拌時に形成された粒子が撹拌力が弱まって
も合一せず安定に存在する。

又高分子化合物であるため、微粒化した粒子を複数個包
含し、比較的大きな粒子として存在させるため、粒径分
布は狭く、シャープになる。そして粒径の大きさは、カ
チオン性高分子化合物或いは両性高分子化合物の構造分
子量によってコントロールできる。

しかしながら、カチオン性高分子化合物及び両性高分子
化合物は乳化分散安定性には優れるが、界面張力をほと
んど低下させないので初期乳化分散性が悪く、乳化分散
するには従来に比べ高いエネルギーを必要とする。この
ために圧延油の補給時には簡単に乳化分散しないので目
標の濃度に達せず、必要以上に圧延油を補給して、圧延
油原単位が高くなる問題を生じる。又初期乳化分散せず
浮上した油が不均一に循環系に巻き込まれるので潤滑変
動の問題を生じると共に冷間圧延後の鋼板表面品位を低
下する。

種々検討した結果、乳化分散剤としてカチオン性高分子
化合物及び／又は両性高分子化合物、及びＨＬＢ価が１
２以上の非イオン性界面活性剤を使用することによって
この問題を解決できた。初期乳化分散性を乳化分散安定
性に対して余り阻害しないＨＬＢ価１２以上の非イオン
性界面活性剤の効果によってその目的を達し、乳化分散
安定性はカチオン性高分子化合物及び又は両性高分子化
合物を使用することによってその目的を達した。

しかしながら、カチオン性高分子化合物及び又は両性高
分子化合物と高ＦＩＬＢ価の非イオン性界面活性剤の組
合せでは、新油補給性並びに乳化分散安定性には優れる
が、圧延油が圧延加工の際発生する鉄粉等とからみ合い
クーラントタンク上層部に浮上したもの（以下浮上油ど
称する）の再乳化分散性に劣る。これは浮上油中に鉄石
ケン等の疎水性の金属石ケンが含まれ、高ＨＬ’Ｂ価の
非イオン性界面活性剤の吸着を阻害するためである。

このため浮上油が不均一に循環系に巻込まれることがあ
るので瞬間的に潤滑変動の問題を生じると共に冷間圧延
後の鋼板表面清浄性が低下する。

［発明の目的］ 本発明の目的は、前記したカチオン性高分子化合物及び
又は両性高分子化合物、及び高ＨＬ　Ｅ３価の非イオン
性界面活性剤の組合せにおける長所を生かすと共に浮上
油の再乳化分散性に劣る欠点を解決したものであり、圧
延の高速化、鋼板製造の連続化並びにミルクリーンに対
処し得る鋼板用冷間圧延油を提供しようとすものである
。

［発明の構成〕 前記目的を達成するためになされた本発明は、各種圧延
油に、乳化分散剤としてカチオン性高分子化合物及び／
又は両性高分子化合物、及びＩ−Ｉ　１８価１２以上の
非イオン性界面活性剤を０．１〜５％配合し、更に１−
１１８価６未満の非イオン＋！１界面活性剤を０．２％
以上配合させることを特徴どづる鋼板用冷間圧延油であ
って、初期乳化分散性を高１１ＬＢ価の非イオン性界面
活性剤の効果によってその目的を達し、浮上油の再乳化
性を低ＦＩＬＢ価の非イオン性界面活性剤と高ＨＬＢ価
の非イオン性界面活性剤の組合せ効果によってその目的
を達した。乳化分散安定性はカチオン性高分子化合物及
び又は両性高分子化合物を使用することによってその目
的を達した。添加する非イオン性界面活性剤は乳化分散
安定性への阻害から１−１１８価が６未満の低ＨＬＢ価
のもの及びＨＬＢ価が１２以上の高ＨＬＢ価のもので、
添加量は低ＨＬＢ価のものが０．２％以上、高１４ＬＢ
価のものが０．１〜５％、好ましくは低ＨＬＢ価のもの
が０．３％以上、高１−ＩＬＢ価のものが０．３〜３％
である。ＨＬＢ価が６以上１２未満のものはカチオン性
高分子化合物及び両性高分子化合物の効果を阻害する。

低１−Ｉ　Ｌ　Ｂ価のものの添加量が０．２％より少な
いと効果はなく、又高ＨＬＢ価のものの添加量が０．１
％より少ないと効果はなく５％より多いとカチオン性高
分子化合物及び両性高分子化合物の効果を阻害す°る。

［作用］ 非イオン性界面活性剤は、親水基と親油基からなり、Ｈ
ＬＢ価は親水基、と親油基のバランスを数値化したもの
である。ＨＬ　Ｂ価が高い程親水基の重量比率は高くな
る。本発明でのＨＬＢ価の算出はアトラス法に準じた。

非イオン性界面活性剤は、界面張力を低下させ、弱撹拌
条件でも界面を広げる。高ＨＬＢ価のものは親水性に富
むので初期乳化分散性を容易にする。しかし非イオン性
界面活性剤は圧延油粒子と水との界面に存在するため、
圧延油粒子への吸着が強く且つ親水基比率の比較的高い
ものはカチオン性高分子化合物及び両性高分子化合物と
圧延油粒子との吸着を阻害り−る。非イオン性界面活性
剤の親油性が強い程、いわゆるＨＬＢ価が小さい程、圧
延油粒子との吸着が強くなる。親油性が弱まってｌ−Ｉ
　Ｌ　Ｂ価が１２以上になると初期乳化分散能を示した
後、クーラン］・液中では、その圧延油粒子への吸着力
が弱いためＩＩ脱し、カチオン性高分子化合物及び両性
高分子化合物が吸着しやすくなるので、カチオン性高分
子化合物及び両性分子化合物の効果をほとんど阻害しな
い、しかし濃度効果があり、高ＦＩＬＢ価の非イオン性
界面活性剤の添加ｍが５％を越えるとカチオン性高分子
化合物及び両性高分子化合物の効果を阻害する。親油性
が強くてもＨＬＢ価が６よりし小さいと親水基比率が比
較的低いのでカチオン性高分子化合物及び両性高分子化
合物と圧延油粒子との吸着を余り阻害しない。しかし親
水基比率が低いのでほとんど初期乳化分散能を示さない
。低ＨＬＢ価のものは親油性に富むので浮上油中にも残
存し、高ＨＬ　Ｂ価のものの吸着を助は浮上油の再乳化
分散性を容易にする。

圧延油における非イオン性界面活性剤の添加量による初
期乳化分散性に及ぼす影響を表１に示す。

（注）使用した圧延油の組成及び評価 基油（被乳化物）：牛脂、オクチルステアレート、１号
スピンドル油 （重量圧で１：１：１） 非イオン性界面 活性剤Ａ　：ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエ
ート （ＥＯ：２０モル、 ＨＬＢ価：　１５．０） 非イオン性界面 活性剤Ｂ　：ソルビタンモノオレエート・（ＬＩＬＢ　
価　：　４．３） 初期乳化分散性 の評価　：◎　非常に良好 ○　良　好 Ｘ　不　良 乳化分散性に対する非イオン性界面活性剤のＨＬＢ価の
ｌｉｌ、［を第１図に示しである。この場合の供試油の
組成は、 基　油　°　９８％ カチオン性高分子 化合物　＝　１％ 非イオン性界面 活性剤　：　１％ であり、該図から明らかなようにＨＬＢ価が６未満及び
１２以上になると良好な結果を示す。

乳化分散性に対する高ＨＬＢ価非イオン性界面活性剤の
添加量の影響を第２図に示しである。

基　油　：　残％ カチオン性高分子 化合物　＝　１％ 非イオン性界面 活性剤Ａ　：　Ｘ％ 非イオン性界面 活性剤Ｂ　：　１％ １００％ 〔尚、基油としては、牛脂、オクチルステアレート、１
号スピンドル油（重量比で１：１：１の混合油）、非イ
オン性界面活性剤Ａとしてはポリオキシエチレンソルビ
タンモノオレエート（ＥＯ：２０モル、１−（１８価：
１５．０）、ｘ％−０〜６％、非イオン性界面活性剤Ｂ
としてはソルビタンモノオレエート（ＨＬＢ価：　４．
３）　） であり、第２図から明らかなように５％以下が良好な結
果を示す。尚、第１図及び第２図中の粒径変動値は次式
でめた。粒径変動値が小さい程、乳化分散安定性に優れ
る。

粒径変動値（μｍ）−□、０２ Ｄ１　：ホモミキサー１０，０ＯＯｒｐＩＩ１３０分撹
拌時の平均粒径 Ｄ２：その後、ホモミキサー５．００Ｏｒｐｍ３０分撹
拌時の平均粒径 尚、試験は濃度２％、温瓜５０℃で行った。又カチオン
性高分子化合物はＮＮジメチルアミノ１チルポリメタク
リレート（平均分子ｆｆｌニアｘ１０４）の酢酸塩を用
いた。

浮上油における非イオン性界面活性剤の添加Ｌｄによる
乳化分散性に及ぼす影響を表２に示す。

（注）使用した浮上油の組成及び評価 基油（被乳化物）：牛脂、オクチルステアレート、１号
スピンドル油 （重量比で１：１：１）、 及び牛脂脂肪酸鉄石ケン （５％浮上油） １００メツシユ電解鉄粉 （５％浮上油） 非イオン性界面 活性剤Ａ　：ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエ
ート （ＥＯ：２０モル、 １−Ｉ　Ｌ　８価：　１５．Ｏ） 非イオン性界面 活性剤Ｂ　：ソルビタンモノオレエート（ＨＬＢ価：　
４．３） 乳化性の評価　：◎　非常に良好 ○　良　好 Ｘ　不　良 本発明の非イオン性界面活性剤とは、ポリオキジエチレ
ンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフ
ェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステ
ル類、ポリオシキエチレンソルビタンアルキルエステル
類等で、７１〜ラス法でＨＬＢ価６未満のもの及び１２
以上のものである。

又、カチオン性高分子化合物としては、ＮＮジアルキル
アミノアルキルポリメタクリレ−１〜（或いはポリアク
リレート）類、ＮＮジアルキルアミノアルキルポリメタ
クリルアミド（或いはポリアクリルアミド〉類、ポリア
ミンスルフォン類、ポリエチレンイミン類、ポリアクリ
ル酸く或いはポリメタクリル酸）ヒドラジッド類、α−
ＮＮジメチルアミノポリ−ε−カプラミド類等のギ酸、
酢酸、プロピオン酸等の有機酸塩及びリン酸、ホウ酸等
の無機酸塩である。両性高分子化合物としては、ＮＮジ
アルキルアミノアルキルメタクリレート（或いはアクリ
レート）類、ＮＮジアルキルアミノアルキルメタクリル
アミド（或いはアクリルアミド）類等の含窒素単量体と
α、β−不飽和カルボン酸類、スルフォン酸基含有ビニ
ル化合物類等のビニル系カルボン酸単量体との共重合物
のギ酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸塩及びリン酸、
ホウ酸等の無機酸塩である。

以下に本発明の効果的な実施例を比較例と共に示す。

［実施例］ 後述する供試油（濃度１０％、温度５０℃）を用いて抗
乳化試験機（撹拌：　１，５００ｒｐ’ｍ）で目視判定
から初期乳化分散性を評価し、供試油に対して牛脂脂肪
酸鉄石ケン５％、１００メツシュ電解鉄粉５％を含む浮
上油（濃度１０％、温度５０℃〉を用いて抗乳化試験機
（撹拌：　１，５０Ｏｒｐｍ＞で目視判定から浮上油の
乳化分散性を評価−したく結果を表３に示す）。又濃度
２％、温度６０℃の供試油をホモミキサー１０．０００
ｒｐｍ　３０分撹拌後の圧延油粒子の粒径分布及び平均
粒径と、その後ｓ、ｏｏｏｒｐＩＩｌに撹拌力を弱め３
０分撹拌後の粒径分布及び平均粒径をコールタ−カウン
ターにより測定し、乳化分散安定性を評価した。この場
合の平均粒径の結果を表３に示し、粒径分布を第３図に
示す。

又、供試油（１度２％、温度５０℃）を用いて下記の条
件下で３パス圧延した時の浮上油発生の程度を目視判定
すると共に、圧延後焼鈍した時の鋼板表面清浄度をセロ
テープによる転写後のセロテープの明度（反射法で測定
、ブランクのセロテープの明度を１００とし、数値が大
きい程清浄性は良好）を測定し、その結果を表３に示づ
゛。尚比較油も同様に行って、同じく表３と第３図に示
しである。

〈供試油１〉 基　油　：　９７部 ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエ−１〜（ＥＯ
：２０モル、ＨＬＢ価：　１５．０）：１部 ソルビタンモノオレエート（１１１８価：　４．３）：
１部 ＮＮジメチルアミノエチルポリメタクリレ−１へ（平均
分子量ニアｘｌＯ’）の酢酸塩 ：１部 く供試油２〉 基　油　：　９７部 ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（ＥＯ：
２０モル、ｌ−Ｉ　Ｌ　８価：　１５．０＞＝１部 ソルビタンモノオレエート（１−Ｉ　Ｌ　８価：　４，
３）：１部 ＮＮジメチルアミノエチルメタクリレートとメタクリル
酸（３：　１　）の共重合物（平均分子母＝１０Ｘ１０
４　）の酢酸塩 ：１部 〈比較油１〉 ・　基　油　：　９部部 ・ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（ＥＯ
：２０モル、１１１８価：　１５．０）：１部 ・ＮＮジメチルアミノエチルポリメタクリレート（平均
分子１ニアｘ１０４）の酢酸塩 ：１部 るが、乳化分散安定性に劣るものであることが理解でき
る。又供試油１，２はいずれも圧延加工を経ても浮上油
の発生は無く、比較油１．２は浮上油が発生している。

ミルクリーンにお（プる焼鈍後の鋼板表面清浄性につい
ても供試油１，２は比較油１．２に比べ優れた結果を示
している。

上記実施例においては圧延油として牛脂、オークデルス
テアレート、鉱油の混合油を基油として用いた例を示し
たが、これに限定されることなく天然油脂、合成エステ
ル、鉱油の単体或いは混合油又は油性向上剤等を含む各
種圧延油を用いることも本発明に含まれることは勿論で
ある。又カチオン性高分子化合物と両性高分子化合物を
併用した場合でも浮上油の再乳化分散性についてはほぼ
同等の効果を示Ｊ゛ことは勿論である。

し発明の効果］ 以上説明したように本発明の鋼板冷間圧延油は、乳化分
散剤としてカチオン性高分子化合物及び又は両性高分子
化合物、及び）−１１８価が６未満と１２以上の非イオ
ン性界面活性剤を用いることにより、圧延油粒子が適当
な大きさを有し、初期乳化分散性、乳化分散安定性及び
浮上油の乳化性に優れ、それにより潤滑性と潤滑安定性
に優れることになり、冷間圧延の高速化並びに鋼板製造
の連続化が可能となり生産性の向上を図ることができる
と言う優れた効果を奏する。又圧延油基油として熱揮散
性に優れたものを用いることで本発明品は、鋼板製造に
おいてミルクリーン化が可能となり生産コストの低減、
生産性の向上を図ることができると言う優れた効果を秦
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は乳化分散安定性に対する非イオン性界面活性剤
のｌ−Ｉ　Ｌ　Ｂ価の影響を示すグラフ、第２図は乳化
分散安定性に対する高ＨＬＢ価の非イオン性界面活性剤
の添加量の影響を示すグラフ、第３図は供試油と比較油
の粒径分布を示すグラフである。 第３図 、０　１．５２　３４５６７８１０　１５２０　３０ｎ
経（ｐｍ） 第１頁の続き ［相］Ｉｎｔ、Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号０発
　明　者　岡　本　昭　治　東京都中央区日グ株式会社
内 ０発　明　者　山　本　昇　東京都中央区日グ株式会社
内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各種圧延油に、乳化分散剤としてカチオン性高分子化合
   物及び／又は両性高分子化合物、及びＩｌＬ　Ｂ価１２
   以上の非イオン性界面活性剤を０．１〜５％配合し、更
   にＨ，Ｌ　８価６未満の非イオン性界面活性剤を０．２
   ％以以上台させることを特徴とする鋼板用冷間圧延油。