JPS62290795A

JPS62290795A - 鋼板の冷間圧延油

Info

Publication number: JPS62290795A
Application number: JP61133795A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tanigawa; 谷川　啓一; Yuzo Higaki; 桧垣　勇三; Hiroyuki Goto; 浩之後藤
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nisshin Oil Mills Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nisshin Oillio Group Ltd
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1987-12-17

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は高圧力下、高速回転下において摩擦係数、耐圧
性に優れる高潤滑性圧延油で、同時に圧延後焼鈍する際
に電解清浄またはその他の清浄工程を経ることなく、そ
のまま焼鈍しても表面に汚れが発生しない。すなわち高
ミルクリーン性に優れる鋼板の冷間圧延油に関するもの
である。

〔従来の技術〕

薄鋼板の冷間圧延時に使用される冷間圧延油は、動・植
物油脂（牛脂、豚脂、パーム油、ヤシ油等）を基油とす
るものと鉱物油を基油とするものに大別される。近年、
省エネルギー、省工程等、生産能率の向上に伴ない、高
圧下率延、高速圧延そしてミルクリーン圧延が指向され
ている。動・植物油脂を基油に用いた圧延油は高負荷、
高速圧延に適したものであるが、冷間圧延を行なった鋼
板の付着油分を脱脂せずにそのまま焼鈍すると、焼鈍工
程において鋼板表面汚れを生ずる。つまりトリグリセラ
イド構造を有する油脂は潤滑性に優れるがミルクリーン
性（直接焼鈍性）としては不敵なものである。

一方、鉱物油を基油とした圧延油を鋼板の冷間圧延に供
した場合には、冷薄鋼板を直接焼鈍しても表面汚れを生
ずることがなくミルクリーン性に優れているが、高圧下
率圧延、高速圧延性に劣っている。

一般に鉱物油を基油とした圧延油は圧延潤滑性を高める
ために、動・植物油脂や脂肪酸（カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リルン
酸等）あるいは油化学′　７３．１１月号、Ｐ、６９５
〜７０６に掲載されているようなエステル類（アルコー
ル成分がトリメチロールプロパン、ペンタエリトリトー
ル、２−エチルヘキシルアルコール等によるモノエステ
ル、ジエステル、ポリオールエステル等の合成エステル
）の油性向上剤を添加して用いられているが、これらの
添加量はミルクリーン性を保持するために必要最小限の
狭い範囲に調整されている。以上のように高潤滑性とミ
ルクリーン性を同時に満足させる冷間圧延油の検討は種
々行なわれているが、（例えば特開昭５６−１３５６０
０号公報、特開昭５９−８０４９８号公報）充分な性能
に達していないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は省エネルギー、省工程など生産能率の向上に寄
与する薄鋼板用冷間圧延油で高速度、高圧力下で生ずる
熱や機械的剪断に対して安定で、酸化、分解、重合等の
化学反応に対しても安定である。また、焼鈍工程におい
て圧延油の熱分解残査を生ずることが少なく容易に揮散
し、鋼板の表面清浄性と高潤滑性を併せ持つものである
。

〔問題点を解決するための手段、作用〕本発明は炭素数
１２以上のメチル分枝脂肪酸とネオペンチルグリコール
、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グ
リセリン、ペンタエリトリットから選択された１種以上
の脂肪族ポリオールとの合成エステルを主成分とした鋼
の冷間圧延油である。

本発明の冷間圧延油は、特に圧延潤滑性に優れるととも
にミルクリーン性を有しており、薄鋼板の高圧下率圧延
と冷延鋼板を脱脂することなく焼鈍を効果的に行なうこ
とを可能とするものである。

本発明にいう合成エステルはこのような目的のために分
子設計し合成したエステル化合物である。

近年、圧延油添加成分としであるいは基油として合成エ
ステルが用いられているが、現在冷間圧延油に用いられ
ている合成エステルは、この目的のために合成されたも
のは少なく、エンジン油や油圧作動油あるいは他の潤滑
剤として用いられている既存の合成エステルの中から選
択している場合が多く、高潤滑性と高ミルクリーン性の
両者を充分に満足しうる合成エステルではない。

本発明の合成エステルは冷間圧延油用として、すなわち
高潤滑性と高ミルクリーン性をかねそなえた特性を有す
るもので、以下の如き分子設計からなるものである。

本発明の合成エステルの原料として用いられるメチル分
枝脂肪酸は、天然には羊毛脂から得られるラノリン脂肪
酸中に存在することが知られている（フレグランスジャ
ーナル　４０．Ｎｏ、１７１９７６年）。

ラノリン脂肪酸はヒドロキシ脂肪酸、直鎖脂肪酸等の炭
素数６〜２８９混合脂肪酸から成っており、本発明物質
の原料としても使用可能である。

この外に一般的にはオレイン酸、リノール酸等の不飽和
脂肪酸からダイマー酸を製造する際に副産物として得ら
れるメチル分枝脂肪酸がよく知られている（Ｊ、Ａｍ、
Ｏｉ　ｌ　　ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、５１．５２２．１９７
４年）。

ＣＨ３−（ＣＩ！、）ｎ−ＣＩ−（Ｃ１ｌ□）ｍ−ＣＯ
ＯＨ−・−・・−（１）ＣＩ＋。

例えば、オレイン酸、リノール酸等の炭素数１８の不飽
和脂肪酸からダイマー酸を製造する際に、副生するメチ
ル分枝脂肪酸は、上記一般式（１）で示した場合、ｎ＝
７．ｍ＝７の中心位置にメチル分枝のあるイソステアリ
ン酸が主体となる。すなわち、ダイマー酸原料の不飽和
脂肪酸の種類により、ｎ、ｍの変わったメチル分枝脂肪
酸が得られる。

本発明で目的とする圧延潤滑に適した合成エステルとす
るためにはメチル分校脂肪酸としては炭素数１２以上が
よく、炭素数１２未満の場合には、圧延潤滑性が劣ると
ともに、炭素数１２未満のメチル分校脂肪酸の工業的入
手が難かしい。炭素数の上限は特に規定しないが、工業
的に入手可能な炭素数２８以下が好ましい。一般的には
油脂化学工業原料から得らハる炭素数１８の異性化メチ
ル分校脂肪酸であるイソステアリン酸が多用される。

これは、イソステアリン酸と脂肪族ポリオールとによっ
て得られる合成エステルは、直鎖状脂肪酸を用いた場合
と比べてエステル化生成物の凝固点が低いので液状を示
すものが多く、潤滑油として取扱いに便利であり、かつ
潤滑性にも優れているからである。

また、炭素数１２以上のメチル分校脂肪酸の１〜８０％
を炭素数１２以上の直鎖脂肪酸で置換することも可能で
ある。この場合に用いる直鎖脂肪酸としては、ヘキサン
酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸
、バルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘニン
酸、リグノセリン酸、セロチン酸、オクタコサン酸、パ
ルミトオレイン酸、オレイン酸、エルカ酸、リシノール
酸、ヒドロキシステアリン酸、リノール酸等が使用でき
る。合成に際しては、メチル分枝脂肪族酸と直鎖脂肪酸
を所望の割合に混合して用いる。

他方１本発明の合成エステルの製造に際して用いる脂肪
族ポリオールとしては、ネオペンチルグリコール、トリ
メチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリ
ン、ペンタエリトリットがよい、１分子中に２〜４個の
水酸基を有するこれら脂肪族ポリオールからなる合成エ
ステルは、１分子中に１個の水酸基を有するアルコール
との反応で得られるモノエステル化合物に比べて、潤滑
性により良好な結果をもたらす。また、１分子中に５個
以上の水酸基を有する脂肪族ポリオールは、ネオペンチ
ルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、
ペンタエリトリット等の重縮合物であり、本目的の合成
エステルの製造原料としては高価なもので実用に供しに
くい。合成されたエステル化合物の分子量が大きくなり
、焼鈍性に悪影響を及ぼす。

従来、パーム油、牛脂等のトリグリセリドおよびネオペ
ンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リトリット等と各種直鎖状脂肪酸および側鎖状脂肪酸と
のエステル化生成物がよく知られている。しかしながら
、パルミチン酸、ステアリン酸、エルシン酸、ベヘニン
酸等の飽和直鎖状高級脂肪酸とのエステル化生成物は、
後述する合成比較例でも示すように高融点となり実使用
面でも低温使用が困難となり、問題がある。さらに本発
明の目的である鋼板を冷間圧延する際の潤滑性の向上程
度が少ないとともに、使用時の浴安定性等にも問題があ
る。

本発明のエステル化生成物の製造に使用するメチル分校
脂肪酸は、一般的には油脂化学工業原料から得られるイ
ソステアリン酸が主体となる。一方、近年石油工業原料
より得られる分枝脂肪酸の例としては、α位に側鎖を有
する分校脂肪酸があり、Ｋｏｃｈ法、Ｏｘｏ法等により
合成され、代表的には一般式（２）で示される。

Ｒ１−ＣＨ−Ｃｏｏ）ｌ・・・・・・・・・・・・（２
）（式中Ｒ１及びＲ２はそれぞれ直鎖または分枝鎖の飽
和脂肪族炭化水素基であり、Ｒ１及びＲ２の炭素原子数
の和は１２〜１８である。、）しかしこれらの合成分校脂肪酸はα位に側鎖があり、か
つ比較的長鎖のアルキル基を有するものが主体である。

そのため熱安定性、酸化安定性は良好なものの、本発明
の目的である圧延潤滑に期待する性能が得られない。脂
肪酸の分枝構造からくる性能の差異と考えられる。

一方、一般式（１）で示すメチル分校脂肪酸の１〜８０
％を直鎖脂肪酸で置換したエステル化生成物も本目的の
性能に合致する。この場合、炭素数が１２未満の場合、
鋼板を冷間圧延する際の潤滑性の向上程度が少ない。ま
た、この場合の脂肪酸の上限の炭素数は特に規定しない
が、一般的に工業的に安価で入手可能な範囲として炭素
数３０以下が好ましい。

メチル分枝脂肪酸の８０％を超えて直鎖状脂肪酸で置換
した場合のエステル化生成物は、鋼板を冷間圧延する際
の潤滑性の向上程度が少なく、かつ飽和直鎖脂肪酸で置
換した場合は融点が高くない使用上問題が生じ１本発明
の目的にはそい難くなる。

本発明のメチル分枝脂肪酸を使用して合成したエステル
油の潤滑性は、従来知られている動・植物油脂、鉱物油
、合成エステル油と比較し、明らかに優れている。それ
は、飽和脂肪酸を使用しているにもかかわらず凝固点が
低く常温で油液状を保持し実使用面においても非常に好
ましい特性を示す。

本発明のメチル分枝脂肪酸を使用して合成したエステル
を圧延油に用いるに際しては、合成エステル単独で圧延
油として使用することもできる。

また他の基油、例えば鉱物油で動・植物油脂と混合して
使用することができる。さらにこれらに乳化剤を加えて
エマルション液として用いることもできる。

その他、一般に基油として用いられている鉱物油や動・
植物油脂あるいは実用圧延油に添加剤として常用されて
いる乳化剤、脂肪酸、硫化防止剤、腐食防止剤と組合せ
て使用することもできる。

本発明の合成エステル化合物を他の基油等と混合して用
いる場合、その添加量は潤滑性に効果を示す３重量％以
上、望ましくは１０重量％以上の含有量とすることによ
って潤滑特性が保持される。

本発明のエステル化生成物の合成法は無触媒または触媒
存在下、通常の方法で合成することができるが、合成法
は特に限定するものではない。

以下、具体的合成例、実施例によって本発明の詳細な説
明する。

合成例１゜攪拌機、温度計、窒素ガス吹込管、水分離器を備えた４
ツロ　フラスコに、ネオペンチルグリコール２０ｇｔ　
トール油脂肪酸からダイマー酸製造時に副生するメチル
分枝脂肪酸含有の脂肪酸（中和価１７３．ヨウ素価７５
．不ケン化物８％、メチル分技脂肪酸約５０％含有二以
下粗メチル分枝脂肪酸と云う）１２３２ｇを仕込み、パ
ラトルエンスルホン酸４．３ｇを触媒として添加し、キ
シレンを還流溶剤として仕込量の５％を添加し、よく攪
拌し、混合物を１６０〜２４０”Ｃにて計算量の水が留
出するまで反応を行なった。その必要時間は７時間であ
った。反応終了後、温水にて水洗いし触媒を除去後減圧
にてキシレンを留出し、ついで活性白土を用いて脱色濾
過して、黄褐色の液体を得た。収量は１２３０ｇ、酸価
２．１であった。（第１表試料記号Ａ）。

合成例２゜攪拌機、温度計、窒素ガス吹込管、水分離器を備えた４
ツロ　フラスコにトリメチロールプロパン２６８ｇ、エ
メリー社製イソステアリン酸Ｅｍｅｒｓｏｌ　　８７１
　（中和価１７５．ヨウ素価１０、不ケン化物６％）６
４０ｇ、ヤシ油脂肪酸（中和価２５７．ヨウ素価１５）
８３０ｇを仕込み、パラトルエンスルホン酸５ｇを触媒
として添加し、キシレンを還流溶剤として仕込量の５％
を添加し、よく攪拌し、混合物を１６０〜２４０℃にて
計算量の水が留出するまで反応を行なった。

その必要時間は９時間であった０反応終了後温水にて水
洗し触媒を除去後、減圧にてキシレンを留去し、ついで
活性白土を用いて脱色ア過して黄褐色の液体を得た。収
量１４７０ｇ、酸化３．５であった（第１表試料記号Ｈ
）。

以下、合成例に示した方法に準じて第１表に示すように
、脂肪酸にメチル分枝脂肪酸を使用して構造の異なるエ
ステル化合物を合成した。

〔実施例〕

実用圧延油の基油に用いられている鉱油、パーム油に、
添加剤として常用されている乳化剤、脂肪酸及び酸価防
止剤等と本発明の圧延油である合成エステルを配合した
時に得られる圧延油塑性の潤滑性と焼鈍性についての評
価を行なった。

エマルション圧延は２段ロール式圧延機で、圧延材料（
ｓｐｃｃ）１．２Ｘ２０Ｘ２００ｍｍを油分濃度３％、
浴温５０℃の条件で、圧下率４０％における圧延荷重を
測定し圧延潤滑性を評価した。また焼鈍性については供
試エマルション液で圧延したそのままの状態の鋼板を数
１０枚積み重ねた後細巾の鋼帯で固定して小型焼鈍炉に
て焼鈍した。

焼鈍の際の加熱条件は、ＨＮＸガス（Ｈ２ニー５％）１
２０ｍＱ／ｍｉ　ｎ雰囲気中で、昇温速度を１０℃／　
ｍ　ｉ　ｎとして６００℃で１時間保持後放冷した。そ
の後、鋼板表面にセロファンテープを貼着し、表面付着
物を採取し、これを白色紙にはりつけて汚れの度合を目
視判定し、鋼板表面清浄性を評価した。

〔発明の効果〕

本発明のメチル分枝脂肪酸と１分子中に２〜４個の水酸
基を有する脂肪族ポリオールとのエステル化生成物は、
その使用目的を鋼板の圧延潤滑油として、そのための必
要条件を考えて分子設計したものであって、既存の合成
エステル油を冷間圧延油として、あるいは添加剤に転用
しているものとは異なり、鋼板類の圧延潤滑性の向上に
より、従来の動・植物油脂を用いた場合と比べて、動力
費の節減など省エネルギー、省資源に効果をもたらす。

また焼鈍性にも優れており、電解脱脂を省略することが
でき、設備費の低減が可能となる。

手続補正書昭和６１年８月ノ５日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炭素数１２以上のメチル分枝脂肪酸とネオペンチ
ルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロール
プロパン、グリセリン、ペンタエリトリットから選択さ
れた１種以上の脂肪族ポリオールとのエステル化生成物
を含有してなる鋼板の冷間圧延油。
（２）炭素数１２以上のメチル分枝脂肪酸と炭素数１２
以上の直鎖脂肪酸１〜８０重量％からなる混合脂肪酸と
、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、ト
リメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリトリッ
トから選択された１種以上の脂肪族ポリオールとのエス
テル化生成物を含有してなる鋼板の冷間圧延油。
（３）炭素数１２以上のメチル分枝脂肪酸がイソステア
リン酸である特許請求の範囲第（１）項または第（２）
項記載の鋼板の冷間圧延油。