JPS6116994A - 冷間圧延油組成物 - 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１ 本発明は、鋼板の冷間圧延に適用する潤滑性、潤滑安定
性に優れた鋼板用冷間圧延油（以下圧延油と称する）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、各秒合成エステ
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１〜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
）が冷却ど潤滑油のプレートアウトを兼ねて、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ているが、このため圧延油には
、優れた潤滑性と特に潤滑の安定性が求められている。

潤滑性及び潤滑の安定性は圧延油組成により影響を受【
ノるが、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（づる。

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量が変化し均一性に欠番）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（粒子
径が小さいとプレートアウト量は少なくなる）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
拌条件の影響を受は易く、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Ｊζリボンプ、
ノズル、戻りラインを経るので撹拌条件が変化する。こ
の様な条件下でも、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
ニオン系が使用されているが、圧延油粒子は撹拌による
細粒径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
変動を生じ易くなる。

［発明の目的］ 本発明の目的は圧延油の乳化剤としてカチオン性及び／
又は両性の高分子乳化剤を用いる事により、クーラント
液の粒子径を比較的大きく且つ粒径分布を狭くシャープ
にさせ、しかも撹拌条件の相異によっても粒子径への影
響が少ない着陸を持たせた冷間圧延油組成物を提供しよ
うとするものである。

［発明の構成］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、油脂、脂
肪酸エステル、鉱油を主成分とし、これに、以下に列挙
するカチオン性及び／又は両性の高分子乳化剤を用いる
事を特徴とする冷間圧延油組成物である。

本発明の圧延油に使用する油脂としては、牛脂、パーム
油、ラード油、菜種油等が挙げられ、脂肪酸エステルと
してはステアリン酸メヂルエステル、ステアリン酸ブチ
ルエステル、ステアリン酸オクチルエステル、牛脂脂肪
酸ペンタエリスリトールエステル、ヤシ油脂肪酸ネオペ
ンチルグリコールエステル等を挙げることができる。又
、鉱油としてはスピンドル油、マシン油、タービン油等
があげられる。これらの成分は、それぞれ１種でもよい
が、２種以上を混合して使用しても差しつかえない。

次に本発明におけるカチオン性或いは両性の高分子乳化
剤として具体的に下記（ａ）〜（（４）のようなものを
列挙することができる。

（ａ）次の一般式（Ｉ）〜（ＴＶ）で表わされる含窒素
単量体の塩もしくは第４級アンモニウム塩の単独重合物
、あるいはこれらの２種以上の共重合物、 （但し、Ｒ＝Ｈ又はＣＨ３：　Ｒ４，Ｒ２＝１−１゜Ｃ
Ｈ３又はＣ２Ｈ５を示す） 一　　８　− これら単量体の具体例としては、 （１）式においては、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ−２−ヒ
ドロキシルプロピルメタクリレートＮ、Ｎ−ジメチルア
ミノ−２−ヒドロキシルプロピルアクリレート Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノ−２−ヒドロキシルプロピルメ
タクリレート （Ｉ）式においては、エチルメタクリレート−Ｎ。

Ｎ−ジメチル酢酸ベタイン エチルアクリレート−Ｎ、Ｎ−ジメチル酢酸ベタイン （ＩＩＩ）式においては、アクリル酸ヒドラジッド、メ
タクリル酸ヒドラジッド （ＩＶ）式においては、ジアリルメチルアミン、ジアリ
ルエチルアミン 等が挙げられる。

（ｂ）　　前記一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表わされる含
窒素単量体の塩もしくは、第４級アンモニウム塩の１種
又は２種以上とこれら以外の含窒素単量体の塩もしくは
、第４級アンモニウム塩の１種又は２種以上との共重合
物。

（Ｃ）　　前記一般式（Ｉ）〜（ＩＶ　）で表わされる
含窒素用は体の塩もしくは、第４級アンモニウム塩の１
種又は２種以上と、α、β−不飽和カルボン酸又はその
塩、或いはその誘導体、スルホン酸基含有ビニル化合物
又はその塩の１種又は２種以上との共重合物。

（ｄ）　　次の式（Ｖ）で表わされるα−ＮＬＮ−ジメ
チルアミノポリ−ε−力プラミドの塩もしくは第４級ア
ンモニウム塩 （ｅ）　　次の式（Ｖｌ　）で表わされる、アルキルジ
アリルアミンとＳ０２との共重合物の塩もしくは第４級
アンモニウム塩 （以下余白） ■ （但しＲはＯＨ又はＣ２Ｈ５を示す。）上式の具体例と
して、ポリアミンスルホンの塩もしくは、第４級アンモ
ニウム塩が挙げられる。

前記（ａ）の（Ｉ）〜（ＩＶ　”）で表わされる含窒素
単量体と共重合するこれら以外の含窒素用は体として次
の一般式（Ｖｌ）、（、■）で表わされるものが挙げら
れる。

（但しＲはｌ」又はＣＨ３；Ｒ１Ｒ２はト１、ＣＨ３又
はＣ２ト１５゜） （Ｖｌ）式の単量体の具体例としては、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアミノメチルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミ
ノメチルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノメチ
ルメタクリルアミド、 Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノメチルアクリルアミド、　　（
■）式の単量体の具体例としては、Ｎ、Ｎ−ジエチルア
ミノエチルアクリレート、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチ
ルメタクリレート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルアク
リレート、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレ−Ｉ
・、等が挙げられる。

前記（ａ）の（Ｉ）〜（ＩＶ）で表わされる含窒素単量
体と共重合するα、β−不飽和カルボン酸としてはアク
リル酸、メタクリル酸又はマレイン酸を挙げることがで
き、その塩としてはアルカリ金属、アルカノールアミ、
ン又はアンモニウムが挙げられ、その誘導体としてはア
ルキルアマイド又はアルキルエステルが挙げられる。

前記（ａ）の（Ｉ）〜（ｒＶ）で表わされる含窒素単量
体と共重合するスルホンｍ基含有ビニル化合物としては
ビニルスルホン酸、Ｐ−スチレンスルホン酸が挙げられ
、その塩としてはアルカリ金属、アルカノールアミン、
アンモニウムを挙げることができる。

以上のカチオン性又は両性の高分子乳化剤の平均分子量
は８，０００〜１，０００．□０００の範囲にあること
が必要であり、８，０００未満では実施例に見られる如
く、コールタ−カウンターによる粒径分布が巾広くなり
乳化分散安定性が不良となり、又１，０００．０００を
越えるものにおいては、本発明の０．１〜１０％の添加
量の範囲において、粘性が高くなり実用にならない。こ
れらの含窒素化合物の塩形成に用いる対イオンとしては
ギ酸、リン酸、ブＯピオン酸、ラフ酸等の有機酸及びリ
ン酸、塩酸、はう酸等の無機酸が挙げられる。

本発明の圧延油には、必要に応じて、更に油性向上剤と
して牛脂脂肪酸、オレイン酸、ステアリン酸、ダイマー
酸、アルケニルコハク酸等の脂肪酸又は高級アルコール
、脂肪酸アミン等の脂肪酸誘導体の１種又は２種以上の
もの及び／又はリン酸エステル、亜リン酸エステル、硫
黄化合物等から選ばれる極圧添加剤を配合することを拒
むものではない。

［作　用１ カチオン性又は両性高分子化合物は、従来有機物の凝集
剤或いは分散安定剤として、使用されている。カチオン
性及び／又は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、比較内聞を多く用いれば、強
い分散安定効果−を示す事が知られている。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及び／
又は両ＩＩＬ高分子化合物に強く吸着するためであるが
、徴用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圧延油粒子を被覆し
、正の表面電位を与え、これにＪζ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、耐合−竹が優れるため強撹
拌時に形成された圧延油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
化した圧延油粒子を複数個包含し、比較的大ぎな粒子と
して存在さけるため、粒径分布は狭く、シャープになる
。そして粒径の大きさは、カチオン性及び／又は両性高
分子化合物の構造、分子量によってコントロールできる
。

［実施例］ 濃度３％、温疫６０℃の供試油をホモミキ勺−にて１０
０１００００ｒｐ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５０００　ｒｐｍ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、乳化分散安定性を見た。

この場合の平均粒径及び次式で求めた粒径変動値を表１
に示し、粒径分布を第１図〜第３図に示す。尚比較油も
同様に行って、表１及び第４図に示す。これらのデータ
において、粒径変動値が小さい稈、乳化安定性に優れる
ことを示す。

粒径変動値（μｍ）＝Ａ−Ｂ Ａ：ホモミキサーにて１００１００００ｒｒ１分撹拌後 の平均粒径 Ｂ：その後ホモミキサーにて５０００　ｒｐｍ３０分撹
拌後の平均粒径 く供試油１〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノー２− ヒドロキシルプロピルメタクリレート の単独重合物 （平均分子量ニアＸ１０’）の酢酸塩１部〈供試油２〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部エチルメタクリレートＮ、Ｎ− ジメチル酢酸ベタインの単独重合物 （平均分子ｆｆｌ　：　１０　ｘ　１０４）　ノ酢Ｍ塩
Ｉ　Ｒ１１〈供試油３〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　アクリル酸ヒドラジッド の単独重合物 （平均分子ｉｔニアＸ１０’）の酢酸塩１部〈供試油４
〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　９９部・　ジアリルメチルアミン の単独重合物 （平均分子量ニアＸ１０’）の酢酸塩１部く供試油５〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　Ｎ、Ｎ−ジメチル−２− ヒドロキシルプロピルメタクリレート の酢酸塩／メタクリルｌ（８／２）の 共重合物 （平均分子口：１×１０５）　　　　１部〈供試油６〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　α−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノポリ ーε−力プラミド （平均分子ＭｔニアＸ１０’）のリン酸塩１部〈供試油
７〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　ポリアミンスルホン （平均分子量：１２Ｘ１０’）のリン酸塩１部 く供試油８〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　Ｎ、Ｎ−ジメチル−２− ヒドロキシルプロピルメタクリレ−１〜の酢酸塩／Ｎ、
Ｎ−ジメチルアミノ エチルメタクリレートの酢１１ｎＮ’ｌ／２）の共重合
物 （平均分子量：ｌＸ１０５）　　　　　１部〈供試油９
〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　Ｎ、Ｎ−ジメチル−２− ヒドロキシルプロピルメタクリレ−１〜の酢酸塩／Ｎ、
Ｎ−ジメチルアミノ エチルメタクリレートの酢Ｍｌ＜８／２＞の共重合物 く比較部１．〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　Ｎ、Ｎ−ジメチル−２− ヒドロキシルプロピルメタクリレート の単独重合物 ＜平均分子Ｂ＞　：　７　ｘ　１０３）　ノ酢１１ｍ　
１　部〈比較部２〉 ・　　牛　　　　　脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　９９部・　ポリオキシエチレンソルビタン ］・リオレエート（ＥＯ：１１−Ｅル）　１部表　　　
１ 表１及び第１〜４図から明らかなように、供試油はいず
れも乳化安定性に優れているのに対して、比較部は乳化
安定性が著しく劣っている。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の冷間圧延油組成物は乳化
分散剤として、カチオン性及び／又は両性高分子乳化剤
を用いることにより、圧延油粒子が比較的大きくなり、
粒径分布も平均粒径に集中しシャープであり乳化分散安
定性に優れ、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云う優れ
た効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

添付図面は供試油及び比較部を、濃（資）３％、温度６
０℃でホモミキサーにて１００１００００ｒｐ分撹拌後
、及びその後５０００ｒｐｍ３０分撹拌後の圧延油粒子
の粒径分布及び平均粒径をコールタ−カウンターにＪ：
り測定した乳化分散安定性を示すグラフであって、第１
図は供試油１〜３の測定結果のグラフ、第２図は供試油
４〜６の測定結果のグラフ、第３図は供試油７〜９の測
定結果のグラフ、第４図は比較部１〜２の測定結果のグ
ラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）油脂、脂肪酸エステル及び鉱油から成る群から選
   ばれる１種又は２種以上の油系成分、及び下記の（ａ）
   〜（ｅ）から成る群から選ばれる１種又は２種以上の平
   均分子量が８，０００〜１，０００，０００の範囲にあ
   る高分子乳化剤を必須成分として含むことを特徴とする
   冷間圧延油組成物。 （ａ）次の一般式（ I ）〜（IV）で表わされる含窒素
   単量体の塩もしくは第４級アンモニウム塩の単独重合物
   、あるいはこれらの２種以上の共重合物 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（III） ▲数式、化学式、表等があります▼（IV） （但し、Ｒ＝Ｈ又はＣＨ＿３；Ｒ＿１、Ｒ＿２＝Ｈ、Ｃ
   Ｈ＿３又はＣ＿２Ｈ＿５を示す） （ｂ）前記一般式（ I ）〜（IV）で表わされる含窒素
   単量体の塩もしくは、第４級アンモニウム塩の１種又は
   ２種以上とこれら以外の含窒素単量体の塩もしくは第４
   級アンモニウム塩の１種又は２種以上との共重合物。 （ｃ）前記一般式（ I ）〜（IV）で表わされる含窒素
   単量体の塩もしくは、第４級アンモニウム塩の１種又は
   ２種以上と、α，β−不飽和カルボン酸又はその塩、或
   いはその誘導体、スルホン酸基含有ビニル化合物又はそ
   の塩の１種又は２種以上との共重合物。 （ｄ）次の式（Ｖ）で表わされるα−Ｎ，Ｎ−ジメチル
   アミノポリ−ε−カプラミドの塩もしくは第４級アンモ
   ニウム塩 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｖ） （ｅ）次の式（VI）で表わされる、アルキルジアリルア
   ミンとＳＯ＿２との共重合物の塩もしくは第４級アンモ
   ニウム塩 ▲数式、化学式、表等があります▼（VI） （但しＲはＣＨ＿３又はＣ＿２Ｈ＿５を示す）（２）前
   記一般式（ I ）〜（IV）で表わされる含窒素単量体と
   共重合するこれら以外の含窒素単量体が次の一般式（V
   II）〜（VIII）で表わされるものである、特許請求の範
   囲第（１）項記載の冷間圧延油組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（VII） ▲数式、化学式、表等があります▼（VIII） （但しＲはＨ又はＣＨ＿３、Ｒ＿１Ｒ＿２はＨ、、ＣＨ
   ＿３又はＣ＿２Ｈ＿５） （３）含窒素単量体と共重合するα，β−不飽和カルボ
   ン酸がアクリル酸、メタクリル酸又はマレイン酸であり
   、その塩がアルカリ金属、アルカノールアミン又はアン
   モニウムであり誘導体がアルキルアマイド又はアルキル
   エステルである、特許請求の範囲第（１）項記載の冷間
   圧延油組成物。 （４）含窒素単量体と共重合するスルホン酸基含有ビニ
   ル化合物がビニルスルホン酸、Ｐ−スチレンスルホン酸
   であり、その塩がアルカリ金属、アルカノールアミン、
   アンモニウムである特許請求の範囲第（１）項記載の冷
   間圧延油組成物。 （５）カチオン性、又は両性高分子乳化剤の量が０．１
   〜１０重量％である特許請求の範囲（１）〜（４）項い
   ずれかの記載の冷間圧延油組成物。