JPS6121519B2

JPS6121519B2 -

Info

Publication number: JPS6121519B2
Application number: JP54157407A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Koga; Yoshiharu Takahashi; Hachiro Kageyama; Masanori Tsucha
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1979-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1986-05-27
Also published as: JPS5681397A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、冷延鋼板の調質圧延に用いる調質圧
延油剤の改良に関するものである。一般に、焼鈍工程を経た後に行われる調質圧延
においては、調質圧延用油剤が使用されている。
この調質圧延用油剤としては、防錆性が良好で、
洗浄力があり、摩擦係数が比較的大きく、かつ衛
生上安全な油剤が使用上好ましい。そして、亜硝
酸ソーダとトリエタノールアミンを主成分とする
水溶液が一般に使用されていた。ところが、数年
前より亜硝酸塩とアミンとが共存する場合にニト
ロアミンを生成し、これが発癌性を持つと言われ
て問題となり、現在は亜硝酸塩は使用されない方
向になつている。かくして、亜硝酸塩系すなわち
無機塩系のものに代り、有機カルボン酸のアミン
塩またはアルカリ塩を主成分とするもの、若しく
はほう酸のアルカリ塩を主成分とするものが提供
された。しかして、この有機カルボン酸としては
オクチル酸、サリチル酸、フタル酸、ニトロ安息
香酸、パラターシヤリ−ブチル安息香酸等が使用
された。このようなカルボン酸のアミン塩または
アルカリ塩若しくはほう酸のアルカリ塩からなる
調質圧延用油剤は、前述のニトロソアミンの問題
は解決したが、これらのカルボン酸のうち安息香
酸系のもの中でも特にパラターシヤリ−ブチル安
息香酸は、動物実験で経口毒性が強いことが判明
し、これらは防錆性は良いもののこの欠点のため
に使用されない方向になりつつある。なお、前記
の内ほう酸のアルカリ塩を主成分として使用する
ものは良いとされていたが最近になつてこのもの
にも次の如き大きな欠点があることに気付き、根
本的に配合を再検討せざるを得なくなつた。それ
は調質圧延後の鋼板には調質圧延用油剤が付着し
て残り、この残存油剤は水分が蒸発した後鋼板表
面に皮膜となつて次工程まで発錆防止の役目を果
しているのであるが、はからずもこの皮膚が次工
程での障害となることが判り問題となつたためで
ある。この問題というのは、調質圧延後の工程で
あるシヤーライン、リコイリングライン、または
需要家におけるシヤーライン、ブランキングライ
ン、等の冷延鋼板を取扱う工程において、鋼板表
面の皮膜が当該ラインの各種ロールに転着し、次
第に厚い累積膜を形成する。これがため、ロール
と鋼板がスリツプを起し、ロールを介して計測を
行つている剪断長さ、送り出し長さ、巻取り長
さ、等の精度を悪化させ、正常な作業が困難とな
ることである。加えて厚い累積膜は、その累積飽
和時又は設備、鋼板に加わる振動等により剥離脱
落して鋼板に再付着することから、鋼板の汚れ、
疵の発生し商品価値を著しく低下させることも避
けられなかつた。このような障害は無機系の悪硝
酸−アミンを主成分とするものには見られなかつ
た現象であることから、専らほう酸のアルカリ塩
を主成分とするものの場合にのみ発生するものと
考えられる。本発明者らは、上記の事態に鑑みこれを改良す
るための試みとして、有機カルボン酸のうち脂肪
族カルボン酸に着目し、そのカルボン酸の塩基
数、炭化水素基の鎖長の違い、又これらカルボン
酸の種類の違うもの同志の組合せ、アルカリの種
類とその組合せなどの成分、組合せの相違により
液状か、半固体か、固体かということ、又粘着性
の大小、曳糸性の大小、等の実験をした結果、上
述の各種ロールへ転着累積せず、併も調質圧延油
剤が本来具備しなければならないところの防錆
性、洗浄性、摩擦係数特性、衛生上の安全性など
の諸特性の優れた有機カルボン酸系の調質圧延用
油剤の開発に成功したものである。すなわち、本発明者らが前記の実験によつて得
た知見は、前記の各種カルボン酸、アルカリ、ア
ミン等の組合せ、配合比率により、鋼板表面にお
いて液状、粘着性半流動状、非粘着性半固体状、
硬質ワツクス状等のものができること。このうち
液状、粘着性半流動状のものがべとついて付着性
が強く各種ロール上で累積しこれが鋼板表面へ再
付着すること、非粘着性固体状のもの、硬質ワツ
クス状のものは累積しないか、しても極めて僅か
で障害にならないこと。ところが硬質ワツクス状
のものは皮膜が薄くても鋼板表面で結晶化して白
く不透明となり検査工程で表面が見にくくなつて
不適当であること、従つて非粘着性半固体状のも
のが本発明の目的に最適であること、などの現象
を知り得たことであつた。本発明は、上記の知見に基づいてなされたもの
で、C₂〜C₁₀の炭化水素基を有する脂肪族二塩基
酸２〜15（重量）％、C₆〜C₁₂の炭化水素基を有
する脂肪族モノカルボン酸１〜10（重量）％、無
機・アルカリ0.5〜５（重量）％、第１級アルカ
ノールアミン５〜30（重量）％に更にオキシカル
ボン酸塩３〜20（重量）％を加え、他は水よりな
る混合石鹸を成分とする調質圧延用油剤である。
これらの本発明の調質圧延用油剤は調質圧延後の
鋼板上の皮膜が各種ロールに転着累積することな
く、かつ防錆性、洗浄性、摩擦係数特性、衛生安
全性、等の必要特性を何れも満足せしめるもので
ある。併して、上記の本発明に使用するC₂〜C₁₀の炭
化水素基を有する脂肪族二塩基酸とは、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン
ニ酸、ドデカンニ酸等を意味する。これらは何れ
も硬質の固体酸であり、これらの酸のアミン塩、
アルカリ塩を使用することによつて、本発明油剤
の鋼板上の皮膜の硬さを大きくする目的を達成で
きる。ここで、C₂未満の短鎖のものは防錆性が
悪く、C₁₀を越える長鎖のものは皮膜が硬くなり
過ぎるので、何れも適当でない。又その配合比率
は２（重量）％未満では皮膜が軟か過ぎて各種ロ
ールへ転着し易く、15（重量）％を越えると硬過
ぎて結晶化するので何れも好ましくない。又、本発明に使用するC₅〜C₁₂の炭化水素基を
有する脂肪族モノカルボン酸とは、カプロン酸、
カプリン酸、カプリン酸、ラウリン酸、等を意味
する。これらは何れも液体又は半固体の酸であ
り、これらの酸のアミン塩、アルカリ塩を使用す
ることによつて鋼板上の皮膜の硬さを適度の半固
体に調整することができる。ここで、C₅未満の
短鎖のものは防錆性が悪く、C₁₂を越える長鎖の
ものは皮膜が硬くなり過ぎ、また摩擦係数を低下
させるので何れも適当でない。又その配合比率は
１（重量）％未満では硬過ぎて適当でなく、10
（重量）％を越えると軟か過ぎて適当でない。次
に、本発明で使用する無機アルカリとは、苛性ソ
ーダ、苛性カリ、炭酸ソーダ、炭酸カリ、等のナ
トリウム塩、カリウム塩である。また、本発明で
使用する第１級アルカノールアミンとは、モノエ
タノールアミン、モノイソプロパノールアミン、
等のアルカノールアミンである。尚、本発明にお
いて第１級アミンを用いた理由は第２級、第３級
のアミンでは生成される石鹸が軟か過ぎるためで
あり、その中でアルカノールアミンは防錆性が良
好でかつ衛生上障害のない点で好ましいからであ
る。本発明においては、上記の各原料を既述した限
定の理由に基づいて定めた比率によつて配合し、
他は水を加えて反応せしめて混合石鹸とするもの
である。即ち、C₂〜C₁₀の炭化水素基を有する脂
肪族二塩基酸の所定量と、C₅〜C₁₂の炭化水素基
を有する脂肪族モノカルボン酸の所定量に、無機
アルカリおよび第１級アルカノールアミンの所定
量を加え、他は水を加えて反応させ、水溶性の混
合石鹸を得るものである。この場合のアルカリは
アミン塩では生成する石鹸が比較的軟かく、無機
アルカリではそれが硬く、また無機アルカリの中
ではナトリウムとカリウムではナトリウム塩の方
が硬くなる。そこで、本発明ではこの生成する混
合石鹸の硬さを適宜調整するためにアルカリとし
て無機アルカリと第１級アルカノールアミンの適
量を配合するものである。かかる配合によつて得
られた混合石鹸は、適度の硬さを持ち、しかし粘
着性の少ない半固体皮膜を形成し、この皮膜は圧
延鋼板の表面から各種ロールへ転着し累積するこ
とがないが、この硬さ、粘着性の程度を数値的に
表わすことは困難である。つまり、このような性
状は一般に皮膜の降伏値と粘性の関係で表示さ
れ、降伏値が小さく粘度が大きい場合は粘着性が
強くかつ曳糸性があり、逆に降伏値が大きく粘度
が小さい場合は粘着性、曳糸性が乏しいとされて
いる。本発明の目的に叶うのは勿論後者の場合で
あるが、この物性とは別に皮膜表面の酸化の程
度、他の不純物の吸着の程度、各種ロールの材質
や表面の粗さや吸着物の量によつても転着の条件
に影響を与え、更に皮膜成分中の極性基、非極性
基の配列状態によつても影響される。又、本発明に配合されるオキシカルボン酸塩
は、摩擦係数の増大と防錆性を向上させるために
添加されるものである。ここでオキシカルボン酸
とは、一分子内にOH基とCOOH基とを併有する
有機カルボン酸を意味する。そして、この使用目
的にはオキシカルボン酸のアルカリ金属塩、特に
ナトリウム塩、カリウム塩が好ましく、アミン塩
は摩擦係数の増大効果が乏しいので好ましくな
い。本発明の２番目の発明においてオキシカルボ
ン酸塩として例えばグルコン酸ナトリウム、クエ
ン酸ナトリウム等を添加すると、摩擦係数は大き
くなり、かつ防錆性も良好となる。このオキシカ
ルボン酸塩の添加量は３（重量）％未満では上記
の摩擦係数、防錆性の効果がなく、20（重量）％
を越えると皮膜が硬くなり過ぎ又コスト面でも不
利となるので適当でない。本発明の油剤は、固より主目的である各種ロー
ルへの転着累積しないことを主眼とするものであ
るが、調質圧延用油剤として必要な性質、即ち防
錆性、耐油じみ性、洗浄性、摩擦係数特性、衛生
安全性、等のすべての項目もまた満足するように
配慮を加えてある。すなわち、本発明の限定する
範囲内の脂肪族二塩基酸およびモノカルボン酸の
混合石鹸の皮膜には極性基が多く含まれているの
で、鋼板に対する付着性が良好でかつ油膜の伸び
も良好であつて、防錆性も優れている。その上こ
の混合石鹸はC₁₂以下で分子の小さい石鹸である
から、その水溶液は浸潤性が強く洗浄力が良好で
あり、かつ炭化水素基の短い無機アルカリ石鹸が
多く含まれているので摩擦係数が比較的大きい。
さらにこの混合石鹸は飽和の炭化水素基を有する
カルボン酸石鹸が主体であるから作業者の皮膚、
粘膜に対する刺戟性が少なく、調質圧延用油剤と
して必要な性状を総て満足するものである。次に、本発明の油剤の製造方法について説明す
る。無機アルカリの15％水溶液に、モノカルボン
酸を加え、75〜85℃に加熱し反応させ、その温度
に維持しつつ脂肪族二塩基酸および第１級アルカ
ノールアミンを順次加え撹拌して反応せしめる。
その後この反応液を20〜30℃に冷却してからオキ
シカルボン酸塩を添加する。最後にその余の比率
に該当する量の水を加え、略50％の水分を含有す
る製品原液とする。尚、上記の製品原液を調質圧延用油剤として使
用する際には、この原液を更に水で稀釈して２〜
10％の稀釈水溶液として循環給油するものとす
る。次に、実施例によつて本発明の説明を補足し、
併せて効果を示す。次の第１表には本発明の実施
例１〜７および比較例１〜12について夫々の配合
と性状および効果が示してある。尚、ここに示し
た性状および効果の各項目の試験に採用した試験
方法は次の通りである。 (イ) 皮膜の状態直径60mmのシヤーレに調質圧延用油剤原液30
mlをとり50℃空気恒温槽に24時間放置し、状態
観察（外観、粘着性、硬さ、等）を行う。 (ロ) 皮膜の粘着性および曳糸性圧延ロールの上、下ロールを非接触状態にて
回転（20rpm）させながら、調質油剤（50％水
溶液）を噴霧した後、これに電熱光を当てて水
分を蒸発させる操作を数回操返してロール表面
に調質油剤皮膜を充分に付着させ、しかるのち
上、下ロールを静かに接触させて粘着性および
曳糸性を観察する。 (ハ) 防錆性鋼板（spcc 100mm×100mm×1.0mm）を焼鈍
し、下記条件で調質圧延したものを湿潤箱試験
にかけ、48時間後の錆の発生程度を観察する。調質圧延条件：ロール寸法 150mm×150φ （ダンカール）圧延速度：10.4mpm.伸縮率1.5％調質液条件：濃度５％、水溶液、供給量2.4／
min (ニ) 耐油じみ性鋼板（spcc 100mm×100mm×1.0mm）を焼鈍
し、上記条件で調質圧延後、鋼板上に防錆油を
１ml滴下し、２枚重ねにする。このものを圧着
板にて挾みボルト締めして80℃空気恒温槽に放
置し、24時間後の油じみ発生程度を観察する。 (ホ) 洗浄性鋼板（spcc 100mm×100mm×1.0mm）に被洗浄
物として市販圧延油に鉄粉（150メツシユ）を
均一に分散させたものを塗布し、ダルロールに
て圧延（荷重２トン）し、この鋼板表面の鉄粉
等をセロテープにて剥ぎ取つて観察する。調質液濃度：10％、圧力：２Kg／cm² 流量：18／min、ノズルと鋼板の距離20cm (ヘ) 摩擦係数曽田式振り子型油性試験機型により摩擦係
数を測定する。 (ト) メジヤリングロール転着性シヤーラインではメジヤーリングロールを介
して剪断長さの計測制御を行つているが、この
シヤーラインのメジヤーリングロールにおい
て、現場実用評価試験により粘着性物質等の付
着の有無を確認観察する。 (チ) 鋼板検査時の障害現場実用評価試験により検査工程において鋼
板上に調質液が残存し検査しにくいかどうかな
どの障害の有無を確認評価する。

【表】

【表】上記第１表により、本発明の実施例のものは、
皮膜の状態が半固体で粘着性がなく、適度の硬さ
を有し、洩糸性もなく、比較例のものと比べて明
らかなように、メジヤーリングロールへの転着が
なく、かつ防錆性、耐油じみ性、洗浄性、摩擦係
数特性にも優れ、鋼板検査時の障害もない。

Claims

【特許請求の範囲】

１ C₂〜C₁₀の炭化水素基を有する脂肪酸二塩基
酸２〜15重量％、C₅〜C₁₂の炭化水素基を有する
脂肪族モノカルボン酸１〜10重量％、無機アルカ
リ0.5〜５重量％、第１級アルカノールアミン５
〜30重量％とさらにオキシカルボン酸塩３〜20重
量％を含み他は水よりなる混合石鹸を成分とする
調質圧延用油剤。