JPS60248797A - Ａ１合金の冷間圧延用エマルジヨン型圧延油 - 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、Ａ１合金の冷間圧延に使用するエマルジョン
型圧延油に関し、殊にエマルジョン型圧延油の使用によ
シム１合金冷間圧延材の表面に不可避的に発生すると考
えられている所謂ウォータースティンを、実用上問題の
ない程度まで少なくすることのできるエマルジョン型圧
延油に関するも、のである。

〔従来の技術〕

鉄鋼の圧延分野で汎用化されつつ帝るエマルジョン型圧
延油は、鉱物油系圧延油に比べて■冷却効果が大きく１
パス当たシの圧下率及び圧延速度を高めることができる
、 ■排気上の問題や火災の心配がない、 等の特性を有してお）、Ａ１合金の冷間圧延にも適用で
きるのではないかと期待されている。その際鉄鋼用のエ
マルジョン型圧延油をそのままＡ１合金の様な軽金属に
転用するのではなく、軽金属専用のエマルジョン型圧延
油に改良しようという研究も色々行なわれておシ、この
種の改良技術としては例えば特開昭４９−１１５１０７
号、同５２−２０３５９号、同５７−７８４９３号、特
公昭５２−７１０８号、同５２−３９０４５号等が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

エマルジョン型圧延油をＡ１合金の冷間圧延に用いた場
合に最も問題となるのは、エマルジョン中の水分に起因
してＡ１合合金量崖延材の表面にウォータースティンが
発生することである。この問題はかねてよシ大きな解決
課題となっておシ、前掲の公報も含めて改善策が色々検
討されてはしるものの、現在のところ効果的なウォータ
ースティン防止対策位開発されていない。その為エマル
ジョン型圧延油は、ウォータースティンがあまシ問題に
ならない熱間圧延の分野で使用されているだけであシ、
高度の表面精度が要求されるＡ１合金冷間圧延用の圧延
油としては実用化されていない。

しかしエマルジョン型圧延油の有する前記■及び■の利
点は極めて大きく、Ａ１合金の冷間圧延用として使用し
た場合でもウォータースティンが発生しない様なエマル
ジョン型圧延油の開発が強くめられている。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は上記の様な要望にかなうＡ１合金の冷間圧延用
エマルジョン型圧延油を提供するものであって、ＨＬＢ
が３〜５である乳化剤２〜１５重量％を含有する油相成
分を５〜４０重量−含み、残部が実質的に水からなシ、
上記油相成分と水をＷｌｏｍ又はＷ１０／Ｗ型に乳化分
散させてなるところに要旨を有するものである。

〔作用〕

本発明における第１の特徴は、圧延油を構成するエマル
ジョンの形態を、５〜４０％（以下特記しない限シ重量
％を意味する）の油相と残部が実質的に水相からなるＷ
２Ｏ型又はＷ１０／Ｗ型としたところに特徴がある。即
ち本発明者等が種々検討を重ねたところによると、従来
のエマルジョン型圧延油は何れも０／Ｗ型であシ、圧延
工程で・Ａ１合金の表面に水膜を形成する為ウォーター
スティンを発生することが確認された。しかし■の型の
エマルジョンを使用すると、Ａ１合金材の表面に油膜が
形成され水分との直接々触を阻止する為、ウォータース
ティンを可及的に防止することができる。またＷ１０／
Ｗ型エマルジョンは油相がＷｌｏの形態で分散している
為、同量の油相を有するＯ／Ｗ型に比べてＡ１合金板表
面での油膜形成能が著しく大きく、圧電板表面への水分
の直接的な接触が抑制される結果、Ｗ１０型エマルジョ
ンと同様にウォータースティンを抑制することができる
。

エマルジョン中の油相含有量が５％未満ではＷ１０型エ
マルジョンの形成自体が困難になシ、またＷ１０／Ｗ型
のエマルジョンにしても油相成分の量が不足する為冷間
圧延時における油膜形成能が不十分となシ、ウォーター
スティン抑制効果が満足に発揮されない。一方油相含有
量が４０９５を超えるもので蝶、ウォータースティン防
止の目的は達成し得るもののエマルジョンがクリーム化
し、エマルジョン型圧延油に特有の利点である冷却効果
が発揮されなくなる。こうした理由からエマルジョン中
の油相成分の含有量は５〜４０％、よシ好ましくは８〜
３０チ、更に好ましくは１２〜２５チの範囲に設定すべ
きである。

易ころで油相の主成分と表る基油としては、後述する様
な鉱物油が使用されるが、この種の基油を水と混合して
Ｗ１０型又ｌ−１Ｗ１０／Ｗ型の安定なエマルジョンと
する為には、ＨＬＢが３〜５である乳化剤を油相内に２
〜１５チ含有させておく必要がある。なぜならばＨＬＢ
が３未満の乳化剤ではＷ２Ｏ型又はＷ１０／Ｗ型の安定
力エマルジョンを得ることができず、一方）ＩＬＢが５
を超える乳化剤を使用すると、油相成分の親水性が強く
なシすぎて水との分散状態で０／Ｗ凰エマルジヨンとな
シ、ウォータースティン防止機能を期待し得なくなる。

また油相中の乳化剤量が２１未満である場合も安定なｗ
ｌｏｍ又はＷ１０／Ｗｍ、エマルジョンを形成すること
ができない。但し乳化剤のエマルジョン安定化作用は１
５−程度で飽和状態に達し、それ以上含有させると圧電
時の油膜形成能が低下して十分なウォータースティン防
止効果が発揮されなくなる。こうした理由から油相中の
乳化剤含有量は２〜１５％の範囲に規定され、それに伴
なって油相内の基油の含有量は８５〜９２チの範囲に決
まってくる。尚基油としては、Ａ１合金材の表面に安定
な油膜を形成し潤滑作用を有効に発揮するものであれば
種類の如何を問わず、通常の圧延油をすべて使用するこ
とができる。冷間圧延時の油膜形成能（潤滑作用及びウ
ォータースティン抑制作用と直結する）及び圧延終了後
の除去作業性並びにオイルスティン防止効果等を総合的
に考えた場合、最適の基油は粘度によって特定するのが
最も確実であシ、実験の結果４０℃における粘度が３〜
１０　ｃｓｔ　（センチストークス）の範囲のものが最
も好ましいことが確認された。

しかしてこの粘度が３　ｃｓｔ未溝の低粘性基油では安
定点油膜が形成され難い為にウォータースティン抑制効
果が不足気味となシ、一方１０　ｃｓｔを超える高粘性
基油では油膜の耐水性は向上するものの圧延終了後の脱
脂が困難になると共にオイルスティンが発生し易くなる
。上記好適粘度範囲に入る代表的な基油としては沸点が
２７０〜３００℃の鉱物油が挙げられ、特にこの沸点範
囲の鉱物油に平均分子量が５００程度以下のポリブテン
を加えて粘度を調整したものは極めて優れた性能を発揮
する。

尚油相成分は原則として上記の様な基油と乳化剤で構成
されるが、この他必要により１〜５％程度の潤滑増剤（
Ｃ１，〜ＣｔＳの脂肪酸及びそのアルキルエステル、ア
ルコール類等：具体的にはラウリン酸、ステアリン酸、
ラウリン酸ブチル、ラウリルアルコール等）、或は微生
物に起因するスライム防止の為の防腐剤や防ばい剤等を
微量添加することも有効である。

尚上記では乳化剤としてＨＬＢが３〜５の範囲のものを
使用すべきである旨説明したが、更に研究の結果、ＨＬ
Ｂが約１であるＣ８．〜Ｃｔａの脂肪酸と、優れた乳化
性能を有するソルビタンエステル系界面活性剤（ＨＬＢ
：４〜１５）を混合して合成ＨＬＢを３〜５とした乳化
剤を使用すれば、一段と優れた効果が発揮されることが
確認された。

しかして上記の脂肪酸社親油性が強＜ＡＩ合金表面への
安定な油膜形成を助長し、ウォータースティン防止効果
を高めるが、親水性に欠ける為安定なエマルジョン社形
成し難い。一方ソルビタンエステル系界面活性剤は高レ
ベルの乳化性能を有しておシエマルジョンの安定性向上
には卓効を示すが、ＡＩ合金表面への油膜形成能が低く
ウォータースティン防止効果は乏しい。しかし脂肪酸と
ソルビタンエステル系界面活性剤を併用すると、両者の
欠点が相互に補われて特長のみが表面に現われ、安定性
及び耐ウオータースティン性の両者を満足スるエマルジ
ョン型圧延油を得ることができる。尚脂肪酸として祉常
温で液体のオレイン酸が最適であシ、またソルビタンエ
ステル系界面活性剤としては液状でＨＬＢが８〜１５の
ポリオキシエチレンソルビタン（ｎ）オレエー）（ｎ＝
１．３．５）が最適であシ、前者と後者の好ましい配合
は（４０〜８０チ）：（２０〜５ｏｂ）である。

〔実施例〕

第１表に示す基油、乳化剤及び潤滑助剤を第２表に示す
如く組合せて油相成分を調製し、各油相成分を水と混合
してＷ２Ｏ型又はＷ１０／Ｗ型のエマルジョンを調製し
、そのときの乳化性及び得られた各エマルジョンの圧延
油としての性能を下記の方法で調べた。

乳化性二目視評価 Ａ・・・良好、Ｂ・・・使用可能、Ｃ・・・不良ウォー
タースティン性： ＮａＯＨによシ表面を活性化したＡ１ １０５０板（０，５ｍｍｔｘ　１５０ｍｃｎ”Ｘ　２０
０ＩＩｌＩＩＩＬ）ノ表面に各エマルジョンをＱ、ｊＪ
Ｊ／板ずつ滴下して夫々１０枚重ね合わせ、 ５０℃の大気中で１００時間放置する。

その後Ａｌ板をはがしてエマルジョン 滴下表面のウォータースティン発生状 況を調べる。

Ａ：ウォータースティンなし Ｂ：ウォータースティンが僅かに発生 Ｃ：ウォータースティンが著しい 結果を第３表に一括して示す。

次に上記ウォータースティン試験で好結果（評価Ａ及び
Ｂ）を得たものについては、上記と同様のＡｌｌ板面面
各エマルジョンを０．１−滴下して１０枚ずつ重ね合わ
せ、５０℃で１００時間放置した後３６０℃で２時間加
熱処理を施し、エマルジョン滴下面のオイルスティン発
生状況を調べた。

Ａニオイルスティンなし Ｂニオイルスティンが僅かに発生 Ｃニオイルスティンが著しい この結果も第３表に示す。

更に上記ウォータースティン試験及びオイルスティン試
験共に好結果を得たエマルジョンのうち代表的なものを
選択し、下記の方法で圧延性を調べた。

圧延性：コイル幅７０ｍｍの（ＪＩＳ　ｌＮ３０）合金
を用いて入側板厚１．０順、圧延速度 ５００ｍ／分で冷間圧延を行ない、圧 延時の最大許容圧下車で評価した。

この結果を第３表に併記する。

第１〜３表よシ次の様に考えることができる。

実験Ｎｎｌ〜２２は本発明で規定する要件のすべてを満
足する実施例であシ、エマルジョンの安定性が良好であ
ると共にウォータースティン及びオイルスティンも共に
少なく、且つ圧延性も高レベルの値を示している。

これに対し実験Ｎｕ２３〜３７は本発明で規定する要件
の何れかを欠く比較例であシ、以下に示す如く夫々Ａ１
合金冷間圧延用圧延油としての性能に問題がある。

実験Ｎｎ２３　：圧延油中の油相成分量が不足する為、
エマルジョンがＷ２Ｏ型とな ら々いで０／Ｗ型となシ、ウォー タースティンを防止することがで きない。

実験１’に２４　：圧延油中の油相成分量が多過ぎる為
乳化性が劣悪となシ、エマルジ ョンがクリーム化している。

実験Ｎ１１２５〜２７：油相成分中の乳化剤のＨＬＢが
５を超えている為エマルジョン が０／Ｗ型となシ、ウォータース ティンを防止することができない。

実験Ｆｋ１２８　：油相成分中の乳化剤量が不足する為
、安定なＷ１０型エマルジョン を形成することができない。

実験Ｎｎ２９　：油相成分中の乳化剤量が多過ぎる為、
圧延時の油膜形成能が低下し てウォータースティンを防止する ことができない。

実験Ｎｎ３０　：本発明の要件は一応満たしているが、
油相成分中に過剰量の潤滑助 剤（オレイルアルコール）が含ま れている為オイルスティンが発生 している。

実験Ｎｈ３１１３２　：本発明の要件は一応満たしてい
るが、油相成分を構成する基油 が適当でない（粘性過剰又は粘性 不足）為、ウォータースティンは 防止し得るもののオイルスティン が発生している。

実験Ｎ１１３３〜３５：従来のエマルジョン型圧延油の
例であル、何れもＯ／Ｗ型であ る為ウォータースティンの発生が 著しい。

実験１ｔＬ３６　：従来の油性圧延油であシ、性能上特
に問題はないが、エマルジョン 型圧延油の様な冷却効果を期待し 得ないことは先に説明した通シで ある。

〔発明の効果〕

本発明は以上の様に構成されるが、要は油相成分中に特
定ＨＬＢ範囲の乳化剤を適量含有させ、その油相成分と
水をＷ２Ｏ型又はＷ１０／Ｗ型に乳化分散させることに
よシ、エマルジョン圧延油本来の冷却効果を享受しつつ
、Ａ１合金の冷間圧延で指運されていたウォーターステ
ィンの［ｔ−解消し得ることになった。

出願人　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　植木久３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＨＬＢが３〜５である乳化剤２〜１５重量％を含有する
   油相成分を５〜４０重量％含み、残部が実質的に水から
   なシ、該油相成分と水がＷ２Ｏ型又はＷ１０／Ｗ型に乳
   化分散されたものであるととを特徴とするＡ１合金の冷
   間圧延用エマルジョン型圧延油。