JPS6121514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高速ミルクリーン圧延油と称する潤滑
性、焼鈍性ともに優れた鋼用冷間圧延油に関す
る。 近年、板厚の薄い鋼板あるいは高張力鋼板に対
する需要が高まり、その生産能率を上げるため、
冷間圧延の高速化が要求されるようになつた。一
方、工程面、エネルギー面からは、圧延後の鋼板
を脱脂することなく直接焼鈍したいという強い要
求がある。 高速ミルクリーン圧延油は斯かる要求に応える
もので、高速高温高圧の苛酷な条件下でも充分な
潤滑性能を発揮し、かつ焼鈍時に消滅して焼鈍後
に渣の残らない、所謂焼鈍性に優れたものを云う
が、市販されているものはいずれも名ばかりで、
潤滑性の良いものは焼鈍性に劣り、焼鈍性の優れ
るものは潤滑性が悪いという共通の欠点をもつ。 これは主として、高速ミルクリーン圧延油の添
加剤として使用される油性向上剤の特性による。
つまり、油性向上剤の潤滑性は、一般に、加工
熱、摩擦熱のために温度上昇する鋼板のロールと
の接触面で、油性向上剤がどこまで鋼板との吸着
を保持できるかで決まるとされているが、高温ま
で離れにくい油性向上剤は、圧延鋼板を焼鈍する
際に高温まで熱的安定状態を保持し、焼鈍中期以
降も分解ガスが発生するため、カーボン・デポジ
ツトによる表面汚れを生じ易く、いわば、油性向
上剤の潤滑性と焼鈍性が相反する性質を示すため
である。 以上述べたように、潤滑性、焼鈍性をともに満
足する圧延油、例えば潤滑性は油脂系圧延油に近
く、焼鈍性は鉱油系圧延油に近い圧延油を開発す
ることにはかなりの困難が予想されるが、本発明
者らは鉱油、油脂、および合成エステルなどの多
数の物質について、これらを単独あるいは組合せ
て使用した場合の潤滑性、焼鈍性の調査研究を行
ない、その結果、炭素数の大きいモノエステルを
油性向上剤として用いることが極めて有効である
ことを見出した。 本発明は、炭素数が21〜28の脂肪酸と炭素数が
16〜28の１価アルコールから合成されたエステル
を圧延油組成物として２〜85％含有せしめてなる
潤滑性、焼鈍性ともに優れた鋼用冷間圧延油を提
供するものである。 すなわち、従来はモノエステルの脂肪酸および
アルコールの炭素数が大きくなると（約20以上に
なると）、潤滑性は向上するが焼鈍性が著しく悪
化するので、この種のモノエステルは高速ミルク
リーン圧延油の油性向上剤としては使用できない
とする考えが支配的であつたが、本発明者らは、
本来モノエステルは分子構造的には焼鈍性のよい
化合物で、脂肪酸およびアルコールの炭素数が大
きくなるにつれて確かに焼鈍性は悪化するもの
の、炭素数の選択次第では、潤滑性、焼鈍性をと
もに満足することが有り得るのではないかと考
え、モノエステルの脂肪酸およびアルコールの炭
素数について系統的な研究を行なつた。 その結果、炭素数が21〜28の脂肪酸と炭素数が
16〜28の１価アルコールから合成されたエステル
（炭素数の大きいモノエステルなので以下、高炭
素モノエステルと称す）を油性向上剤として圧延
油に添加すると、圧延油は油脂系圧延油に匹敵す
る潤滑性を示し、焼鈍性は鉱油系圧延油と同程
度、あるいはこれより稍々劣る程度で、高速ミル
クリーン圧延油として充分実用できるものになる
ことが明らかになつたのである。 本発明の圧延油において、これに含有させる高
炭素モノエステルに脂肪酸の炭素数を21〜28の範
囲に限定したのは、炭素数が21より小さい場合、
モノエステル自体の潤滑性が不足で、圧延油に充
分な潤滑性能を付与するのが難しく、逆に炭素数
が28を超える場合は焼鈍性に同様の難儀が生じ、
いずれの場合も高速ミルクリーン圧延油としての
適格性を失うからである。アルコールの炭素数に
ついても全く同じ理由から炭素数を16〜28の範囲
に限定した。 高炭素モノエステルの含有量は、それ自体の特
性が優れるため微量でもよく、２％で圧延油の特
性に顕著な改善の見られることが本発明者らの実
験により確認されている。上限については主に経
済性の立場から85％程度に抑えおくのが望まし
い。 高炭素モノエステルとしては例えば次のような
化学物を用いることができる。これらはいずれも
類似の化学的性質を示すことが確認されたもので
ある。 ヘンエイコン酸ハルミチルアルコールエステ
ル、ヘンエイコン酸ステアリルアルコールエステ
ル、ヘンエイコン酸オレイルアルコールエステ
ル、ヘンエイコン酸アラキルアルコールエステ
ル、ヘンエイコン酸ドコサノールエステル、ヘン
エイコン酸カルナウビルアルコールエステル、ヘ
ンエイコン酸セリルアルコールエステル、ヘンエ
イコン酸オクタコサノールエステル、ヘンエイコ
ン酸２−ヘキシルデカノールエステル、ヘンエイ
コン酸２−ヘプチルウンデカノールエステル、ヘ
ンエイコン酸２−オクチルドデカノールエステ
ル、ヘンエイコン酸２−ノニルウンデカノールエ
ステル、ヘンエイコン酸２−ノニルトリデカノー
ルエステル、ヘンエイコン酸２−デカチルテトラ
デカノールエステル、ヘンエイコン酸２−ウンデ
カチルペンタデカノールエステル、ヘンエイコン
酸２−ドデカチルヘキサデカールエステル、ベヘ
ン酸パルミチルアルコールエステル、ベヘン酸２
−ヘプチルノナノールエステル、ベヘン酸ステア
リルアルコールエステル、ベヘン酸オレイルアル
コールエステル、ベヘン酸リノレイルアルコール
エステル、ベヘン酸アラキルアルコールエステ
ル、ベヘン酸２−ノニルウンデカノールエステ
ル、ベヘン酸ドコサノールエステル、ベヘン酸２
−ノニルウンデカノールエステル、ベヘン酸２−
ノニルトリデカノールエステル、ベヘン酸２−ウ
ンデカチルトリデカノールエステル、ベヘン酸２
−ウンデカチルペンタデカノールエステル、ベヘ
ン酸オクタコサノールエステル、ベヘン酸２−ド
デカチルヘキサデカノールエステル、リグノセリ
ン酸パルミチルアルコールエステル、リグノセリ
ン酸２−オクチルデカノールエステル、リグノセ
リン酸パルミトレイルアルコールエステル、リグ
ノセリン酸２−ウンデカチルペンタデカノールエ
ステル、リグノセリン酸オクタコサノールエステ
ル、リグノセリン酸２−ウンデカチルヘプタデカ
ノールエステル、セロチン酸パルミチルアルコー
ルエステル、セロチン酸２−ヘキシルデカノール
エステル、セロチン酸オレイルアルコールエステ
ル、セロチン酸２−ドデカチルヘキサデカノール
エステル、モンタン酸パルミチルアルコールエス
テル、モンタン酸ステアリルアルコールエステ
ル、モンタン酸オレイルアルコールエステル、モ
ンタン酸リノレイルアルコールエステル、モンタ
ン酸アラキルアルコールエステル、モンタン酸ド
コサノールエステル、モンタン酸カルナウビルア
ルコールエステル、モンタン酸セリルアルコール
エステル、モンタン酸オクタコサノールエステ
ル、モンタン酸２−ヘプチルノナノールエステ
ル、モンタン酸２−ヘキシルドデカノールエステ
ル、モンタン酸２−ノニルウンデカノールエステ
ル、モンタン酸２−ノニルトリデカノールエステ
ル、モンタン酸２−デカチルテトラデカノールエ
ステル、モンタン酸２−ウンデカチルペンタデカ
ノールエステル、モンタン酸２−ドデカチルヘキ
サデカノールエステルなど。 圧延油に高炭素モノエステルを含有させる場
合、高炭素モノエステルは油性向上剤として単独
添加してもよいし、次のような化合物と合わせて
加えてもよい。潤滑性は良いが焼鈍性に劣る油
脂、多塩基酸エステルなど。潤滑性はあまり良く
ないが鋼板表面の清浄化に有効な低炭素モノエス
テル（脂肪酸の炭素数が８〜20、アルコールの炭
素数が１〜18のモノエステル）、炭化水素ポリマ
ーなど。 本発明圧延油に添加可能なこれら化合物として
は次のようなものがある。 先ず、油脂としてては牛脂、豚脂、ヤシ油、ナ
タネ油、パーム油など。 多塩基酸エステルとしては、炭素数が８〜60の
２−３塩基酸と、炭素数が１〜18の１価アルコー
ルをもち、分子量が600〜3000程度のものが、実
験により適当と判断された。 具体的には、セバチン酸ジオレイル、１・10−
デカンジカルボン酸ジラウリル、アゼライン酸ジ
ステアリル、１・10−デカンジカルボン酸ジパル
ミチル、アゼライン酸ジオレイル、フタル酸ジオ
クチル、ダイマー酸ジメチル、ダイマー酸ジラウ
リル、ダイマー酸ジオレイル、トリマー酸ジヘキ
シル、トリマー酸ジラウリル、トリメツト酸トリ
オクチルなどが好適である。 こゝでダイマー酸とはミリストレイン酸、パル
ミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸のよう
な、炭素数が14〜18の脂肪族モノエン酸またはジ
エン酸の２分子縮合物をいい、トリマー酸とは同
３分子縮合物をいう。 同じく、実験により低炭素モノエステルとして
適当と判断された化合物には次のようなものがあ
る。 オクチル酸メチルアルコールエステル、ラウリ
ン酸オレイルアルコールエステル、ミリスチン酸
２−エチルヘキシルアルコールエステル、パルミ
チン酸エチルアルコールエステル、パルミチン酸
ラウリルアルコールエステル、パルミチン酸オレ
イルアルコールエステル、オレイン酸ブチルアル
コールエステル、オレイン酸ステアリルアルコー
ルエステル、ステアリン酸エチルアルコールエス
テル、ステアリン酸ｎ−オクチルアルコールエス
テル、オレイン酸オレイルアルコールエステル、
エイコサン酸メチルアルコールエステル、エイコ
サンオレイルアルコールエステル、エイコサン酸
ステアリルアルコールエステル、イソステアリン
酸ステアリルアルコールエステル、パルミチン酸
ｎ−オクチルアルコールエステル、オクチル酸オ
レイルアルコールエステルなど。 また、炭化水素ポリマーとしては分子量が1000
〜15000のポリブデン、ポリヘキセン、ポリデセ
ン、ポリイソブチレン、水添ポリブタジエン、エ
チレン−プロピレンコポリマーなどが適当であ
る。 以下、実施例の説明。 第１表に従来油、本発明油および比較油の組成
と特性を例示する。高炭素モノエステルの脂肪酸
およびアルコールの炭素数を（Ｃ−Ｃ）の添数字
で表わした。 組成のうち、鉱油、牛脂脂肪酸、乳化剤、腐食
防止剤、および酸化防止剤は実用圧延油として必
要な性質を付与するために常用されている添加剤
である。 特性については、パウデン式摩擦試験による

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 評価を潤滑性として示した。評価は最良のものを
Ａ、最も劣るものをＦとする６段階基準を採用し
た。評価Ａは、仕上板厚が0.4mmの薄物圧延にお
いて、圧延速度を18000M／分に上げても焼付疵
が発生しないときを意味し、以下、Ｂは同
1600M／分、Ｃは同1400M／分、Ｄは同1200M／
分、Ｅは同1000M／分、Ｆは同800M／分にそれ
ぞれ相当する。 また、焼鈍性の評価は、圧延後の鋼板を実験炉
で焼鈍して焼鈍後の鋼板の表面清浄度を潤滑性の
ときと同じ６段階に分けることにより行なつた。
評価Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは実炉で焼鈍した場
合にカーボン汚れが発生しない、同じく発生が極
めて少ない、同じく発生が少ない、同じく発生が
中位、同じく発生が多い、同じく発生が極めて多
いにそれぞれ相当する。 潤滑性と焼鈍性を比較して悪いほうの結果を高
速ミルクリーン圧延油としての総合評価とした。 さて、高速ミルクリーン圧延油としての適格性
の判断規準をどこにおくかという問題であるが、
この点を明らかにするため従来油の特性について
少し説明しておく。 〔従来油１〕は油脂を94％含有する、いわゆる
高潤滑性圧延油として知られるものであるが、焼
鈍性がＦで、総合評価がＦとなるため、高速ミル
クリーン圧延油としては使用できない。 〔従来油２〕は鉱油を94％含有する高焼鈍性の
圧延油であるが、潤滑性に難があるため、高速ミ
ルクリーン圧延油としての使用は困難である。 〔従来油3.4.5〕はいずれもミルクリーン乃至
高速ミルクリーン圧延油として市販されているも
ので、従来油1.2に較べればかなりバランスのと
れた特性を示すが、それでも総合評価はＤ〜Ｅに
とどまる。 以上よりして、これら高炭素モノエステルを含
有しない圧延油の高速ミルクリーン圧延油として
の総合評価はＤ〜Ｆであることがわかり、総合評
価がＣ以上の圧延油が開発できれば進歩と考えら
れる。以下、この考えに沿つて本発明油を説明す
る。 〔本発明油1.2.3〕は脂肪酸の炭素数が21、ア
ルコールの炭素数が16，20，28の、いわゆる本発
明範囲内高炭素モノエステルを80％含有する圧延
油で、潤滑性がＡ、焼鈍性がＢを示し、優れた高
速ミルクリーン圧延油である。 〔本発明油４〕は同じく本発明範囲内高炭素モ
ノエステルを、油脂および低炭素モノエステルと
複合添加した圧延油で、総合評価がＢの優れた特
性を示す。 〔本発明油5.6〕は同高炭素モノエステル、油
脂、炭化水素ポリマーを複合添加した圧延油で、
総合評価がＣを示し、高速ミルクリーン圧延油と
して充分実用に耐え得るものである。 〔本発明油7.8〕は同高炭素モノエステルを多
塩基酸エステルおよび炭化水素ポリマーと複合添
加した圧延油で、潤滑性、焼鈍性ともにＡを示
し、極めて優秀な高速ミルクリーン圧延油であ
る。 〔本発明油9.10〕は同高炭素モノエステル、油
脂、多塩基酸エステル、低炭素モノエステル、お
よび炭化水素ポリマーを複合添加した圧延油で、
本発明油７，８と同じく極めて優れた性能を示
す。 〔本発明油11.12.13.14.15.16.17〕は同高炭素モ
ノエステルを他の油性向上剤とともに比較的少量
（40〜10％）含有せしめた圧延油であるが、総合
評価はＢを示し、優れた高速ミルクリーン圧延油
といえる。 〔本発明油18.19.280は同高炭素モノエステル
を極く少量（５〜３％）含有する圧延油である
が、総合評価はＣを示し、高速ミルクリーン圧延
油として実用上充分な性能を発揮するものであ
る。 また、比較のために、高炭素モノエステルの範
中で本発明範囲外のものを含有する圧延油の特性
にも若干触れておく。 〔比較油1.2〕は脂肪酸の炭素数が24，アルコ
ールの炭素数が15の高炭素モノエステルを60〜13
％含有する圧延油であるが、アルコールの炭素数
が本発明範囲から外れるため、総合評価はＤにと
どまる。 〔比較油3.4.5〕は高炭素モノエステルを40％
含有するが、いずれも脂肪酸の炭素数が20で、本
発明範囲の下限（21）を下回るため、総合評価は
Ｄを示す。比較油３，５は更にアルコールの炭素
数も本発明範囲外にある。 〔比較油6.7.8.9〕は脂肪酸、あるいはアルコー
ルの炭素数が29で大きく、高度の潤滑性を示す
が、大き過ぎるため焼鈍性はＤにどまり、高速ミ
ルクリーン圧延油としては不適格である。 以上の実施例よりして、本発明の圧延油は潤滑
性、焼鈍性ともに優れ、高速ミルクリーン圧延油
と称するにふさわしい圧延油であることがわか
る。 したがつて本発明圧延油は、圧延の高速化を図
るとともに、焼鈍前の脱脂工程の省略を可能なら
しめ、圧延能率の向上、製造コストの低減、なら
びに省エネルギーに大きな効果を発揮するもので
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素数が21〜28の脂肪酸と炭素数が16〜28の
   １価アルコールから合成されたエステルを圧延油
   組成物として２〜85％含有せしめてなる潤滑性、
   焼鈍性ともに優れた鋼用冷間圧延油。