TW201042027A - Rolling oil composition for metal processing - Google Patents

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201042027 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關金屬加工用之輥軋油組成物，詳言之，係 有關可較好地使用於輥軋鐵系材料時之輥軋油組成物。 【先前技術】 ' 金屬或其合金板或箔於輥軋加工之際，一般謀求生產 Ο 性或效率的提高以及製品外觀的提高。至於提高生產性或 - 效率相關的技術，舉例有達成高的軋縮率的技術或減低軋 縮率之技術，至於提高製品外觀相關的技術，舉例有用以 避免輥塗佈不均或表面損傷（熱擦傷）之技術。尤其是鐵 系材料硬且不鏽鋼等大多要求有優異的表面外觀，故已進 行了提高該等加工技術之目的之種種開發，迄今爲止已知 有不鏽鋼等之輥軋加工所用的輥軋油。 例如，專利文獻1揭示一種金屬加工用潤滑油，其係 ❹ 調配特定二羧酸與特定醇之反應產物之二酯所成。專利文 獻2及3揭示含有特定二酯與特定醇之不鏽鋼用冷間輥軋 油。 如上述迄今雖已知有各種輥軋油，但以近年之輥軋加 工相關要求性能作爲基準該等未必具有充分性能者。尤其 ，使優異生產性與優異製品外觀兼具有其困難，例如，使 用以往的輥軋油於高的軋縮率進行加工則有表面易產生損 傷的問題。因此，期望提高輥軋油之性能。 專利文獻1 :特開昭62-201 994號公報 201042027 專利文獻2:特開2001_172662號公報 專利文獻3:特開2001-172663號公報 【發明內容】 〔發明欲解決的課題〕 本發明係在該等狀況下所完成者，目的在於提供一種 具有優異輥軋性能之輥軋油組成物，亦即提供一種即使在 高的軋縮率進行輥軋加工亦不發生表面損傷且可使輥軋荷 重減低之輥軋油組成物。 〔用以解決課題的手段〕 本發明者，經積極重複硏究之結果，發現使用特定含 硫化合物作爲添加劑可解決上述課題。再者，一般含硫化 合物對油有溶解性低的問題，且輥軋加工之際容易發生煙 霧，而有因惡臭使作業環境惡化的問題，但該等問題亦可 藉使含硫化合物特定化而加以解決，因而完成本發明。 亦即，本發明係提供以下之輥軋油組成物者。 1 _ 一種金屬加工用之輥軋油組成物，其特徵係在基 油中以組成物總量爲基準調配ο. ο 1 ~ 7 〇質量％之以下述— 般式（I ) R'OOC-R^Sx-R^COOR4 ... (I) (式中，R1及R4係分別獨立爲碳數1〜20之烴基’ R2及 201042027 R3係分別獨立爲碳數〇〜6之烴基，χ係表示1〜3之整數） 表示之含硫化合物所成。 2.如上述1中記載之輥軋油組成物，其中一般式（I )表示之含硫化合物之X爲2。 3- 如上述1或2中記載之輥軋油組成物，其中金屬 加工爲鐵系材料之加工。 4- 如上述1或2中記載之輥軋油組成物，其中金屬 〇 加工爲不鏽鋼之加工。 〔發明效果〕 依據本發明，提供一種即使在高的齓縮率進行輥軋加 工亦不發生表面損傷且可使輥軋荷重減低之輥軋油組成物 。又該輥軋油組成物儘管亦使用硫系添加劑，仍可消解有 關臭氣的問題。 因此依據本發明之輥軋油組成物，可獲得下列效果： (η可提高軋縮率並提高生產性，（2)由於可使輥軋荷 重減低’故可抑制能量消耗，（3 )可達成上述優異輥軋 性能而不會伴隨著作業環境降低。 【實施方式】 本發明中使用作爲基油者並無特別限定，可對映於使 用目的或使用條件等而可自礦油、合成油及油脂中適當選 擇。作爲礦油’可舉例有例如鏈烷基系原油、中間基系原 油或環烷基系原油藉常壓蒸餾所得之殘渣油 '或使常壓蒸 201042027 餾之殘渣油經減壓蒸餾所得之餾出油、或將該等依據常法 純化所得之純化油，例如溶劑純化油、氫化純化油、脫蠟 處理油、白土處理油等。作爲合成油，可使用例如碳數 8〜14之聚-α -烯烴、烯烴共聚物（例如乙烯-丙烯共聚物 等）' 或聚丁烯、聚丙烯等之分支烯烴或該等之氫化物、 進而爲多元醇酯（三羥甲基丙烷之脂肪酸酯、季戊四醇之 脂肪酸酯等）等之酯系化合物、烷基苯等。作爲油脂，舉 例有例如牛脂、豬脂、大豆油、菜籽油、米糠油、椰子油 、棕櫚油、棕櫚仁油或該等之氫化物。 本發明中，基油可使用前述礦油之一種亦可組合兩種 以上使用，前述合成油亦可使用一種亦可組合兩種以上使 用，前述油脂亦可使用一種亦可組合兩種以上使用。又， 亦可自礦油、合成油及油脂選擇兩種以上倂用。本發明中 使用之基油較好爲在40t之動黏度爲3〜30mm2/s之範圍 者。該動黏度若爲3mm2/s以上，則成爲引火點高者，因 引火引起的火災危險性少。另一方面，若爲3 0mm2/S以上 ，則發生捲起摩擦之虞較少。由以上各點觀之，更好爲 5~20mm2/s。 本發明之輥軋油組成物中，使用以一般式（I )表示 之含硫化合物= R^OC-R^Sx-R^COOR4 " (I) 一般式（I)中，R1及R4係分別獨立爲碳數1〜2 0之 -8 - 201042027 烴基。碳述若高於20則溶解性容易變差。又於上述範圍 內碳數越多可獲得防止蒸發效果，較好爲碳數2〜18，更好 爲4〜18。該烴基可爲直鏈狀、分支狀、芳香族環狀之任一 者，又亦可爲飽和或不飽和。R2及R3係分別獨立爲碳數 〇〜6'之2價烴基。碳數若高於6則溶解性溶液容易變差， 又難以獲得本發明效果。碳數較好爲1〜4’更好爲1。該2 價烴基可爲直鏈狀、分支狀、芳香族環狀之任一者，又亦 〇 可爲飽和或不飽和。又，碳數爲0之烴基時，意指酯基的 - 碳原子與硫原子直接鍵結之狀態。R1與R4或R2與R3可 爲相同亦可爲不同，由製造上之理由較好爲相同。X係 1〜3之任一者。若X爲4以上時，有容易產生臭氣或腐蝕 性方面之問題。因此，可單獨使用X爲1〜3之含硫化合物 之任一者，亦可使用該等之混合物，但由上述觀點觀之， 作爲以一般式（I)表示之含硫化合物，較好使用X爲2 之含硫化合物。X爲2之含硫化合物之量相對於以一般式 Ο ( 〇表示之含硫化合物總量，較好爲70質量％以上，更 好爲90質量％以上，最好爲95質量％以上。 以一般式（I )表示之含硫化合物可以以往已知方法 製造，但X爲2之含硫化合物較好以下列所示之方法製造 。亦即使用以一般式（II )及/或一般式（III )所示之含硫 羧酸酯作爲原料： R1 〇〇C-R2-SH …（II ) R4OOC-R3-SH ··· ( III ) 201042027 (式中’ Rl及r4、R2及R3與前述定義相同），進行氧化 偶合。依據此等製造方法，製造實質上X爲2之一般式（ I)表示之含硫化合物。 具體而言，可製造 r^OOC-I^-S-S-R^-COOR4、 R'OOC-RlS-S-R'COOR1、r4〇〇c_r3_s-S-R3-CO〇R4。 上述氧化偶合中使用之氧化劑可使用通常使用之氧化 劑，舉例爲例如氧、過氧化氫、鹵素（碘、溴）、次亞鹵 酸（鹽）、亞碾（二甲基亞楓、二異丙基亞颯）、氧化錳 (IV)等。該等氧化劑中，氧、過氧化氫、二甲基亞颯較 便宜’而可容易地製造目的之含硫化合物，故而較佳。 以前述一般式（I)表示之含硫化合物之具體例，可 舉例爲雙（甲氧羰基甲基）二硫醚、雙（乙氧羰基甲基） 二硫醚、雙（正丙氧羰基甲基）二硫醚、雙（異丙氧羰基 甲基）二硫醚、雙（正丁氧羰基甲基）二硫醚、雙（正辛 氧羰基甲基）二硫醚、雙（正十二烷氧羰基甲基）二硫醚 、雙（環丙氧羰基甲基）二硫醚、1,1-雙（1-甲氧羰基乙 基）二硫醚、1，1-雙（1-甲氧羰基正丙基）二硫醚、1，1-雙（1-甲氧羰基正丁基）二硫醚' 1,1-雙（1-甲氧羰基正 己基）二硫醚、1,1-雙（卜甲氧羰基正辛基）二硫醚、 1，1-雙（1-甲氧羰基正十二烷基）二硫醚、2,2-雙（2-甲氧 羰基正丙基）二硫醚、1，卜雙（2-甲氧羰基乙基）二硫醚 、1，〗-雙（2_乙氧羰基乙基）二硫醚、1,1-雙（2-正丙氧羰 基乙基）二硫醚、：M-雙（2-異丙氧羰基乙基）二硫醚、 -10- 201042027 1.1- 雙（2-環丙氧羰基乙基）二硫醚、1，1-雙（2-甲氧羰基 正丙基）二硫酸、1,1-雙（2 -甲氧類基正丁基）二硫醚、 1.1- 雙（2 -甲氧羰基正己基）二硫醚、1,1-雙（2 -甲氧羰基 正丙基）二硫醚、2,2-雙（3-甲氧羰基正戊基）二硫醚、 锍基苯甲酸丁酯之二聚物、毓基苯甲酸正辛酯之二聚物等 〇 本發明中，以一般式（I)表示之含硫化合物可單獨 〇 使用一種，亦可倂用兩種以上。其調配量爲以輥軋油組成 物總量爲基準，爲0.01〜70質量％。若低於0.01質量％則 有無法獲得本發明效果的情況，若超過質量％，則無法 得到與其相對應的效果，且容易產生臭氣方面之問題。由 上述觀點，更好爲0.1〜50質量％ ’最好爲〇·5〜30質量％。 本發明之輥軋油組成物亦可含上述硫化合物以外之油 性劑。至於油性劑舉例有單酯或二酯。 至於上述單酯，可舉例爲例如以一般式（IV)表示之 Ο化合物： RCOOR， …（IV ) 式中，R表示碳數11~22之烷基’ R’表示碳數1〜25 之烷基，R與R’合計碳數爲12〜47。 前述一般式（IV )所表示之單酯之較佳總碳數在 13〜3 6之範圍。該單酯之具體例舉例較好爲硬脂酸甲酯、 硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯、棕櫚酸辛酯等，但該等中，由 -11 - 201042027 性能及獲得溶液性方面觀之，較好爲硬脂酸丁酯。 輥軋油組成物中該單酯含量，較好爲〇.5〜40質量％之 範圍。若在上述範圍則可獲得輥軋板之光澤不均減低效果 以及耐熱擦傷性能的提高效果。由以上各點，該單酯之較 佳含量爲3~30質量％之範圍，更好爲5〜20質量％之範圍 上述二酯舉例爲主骨架由飽和或不飽和分支烴鏈所構 成之碳數12〜28之脂肪族二羧酸與碳數1〜6之直鏈脂肪族 醇之反應產物。 該脂肪族二羧酸之碳數若在上述範圍，則就耐熱擦傷 性能或溶解性方面較好。由上述觀點更佳之碳數爲1 4〜24 ，更佳爲16~20 。 又，該脂肪族二羧酸具有分支鏈作爲主骨架。藉由具 有分支鏈，使二酯對於基油的溶解性變好，而有容易獲得 具有所需性能之輥軋油組成物之優點。 本發明中，作爲前述脂肪族二羧酸，可使用飽和或不 飽和任一種，較好舉例爲例如以下述一般式（V )表示之 化合物。

CH—(C (CH2)kCH3

H2>n—COOH (V) 式中，k表示0〜3之整數，m及η分別表示1~23之整 數’ k、m及η之合計爲8〜24之整數。 二醋製造中所用之主骨架由飽和或不飽和分支狀烴鏈 -12- 201042027 所構成之碳數12〜28之脂肪族二羧酸之具體例可舉例爲下 述化學式表示之化合物等。 〔化2〕

HOOC—(CH2)5~CH—(CH2)i〇-COOH CH2CH3 (C=20) HOOC——(CHjJs—CH—(CH2)2—CH=CH—(CH2)e——COOH CH=CH2 (C=20)

HOOC—(CH2)5—CH—(CH2)6—COOH CH2CH3 (C=16)

HOOC—(CH^e—CH—(CHjJe—COOH ch=ch2 (C=16)

HOOC——CH—(CH2>5—COOH CH2)3—CH3 (C=12) HOOC—(CH2)6—CH=CH—(CH2)2一CH=CH—{CH2)6一COOH CHS CH3 (C=22) 另一方面，脂肪族醇係使用碳數1〜6者。若在該範圍 則可提高溶解性。由上述觀點較佳爲碳數1〜4。又’該脂 肪族醇有必要爲直鏈狀。若爲具有分支鏈者’則耐熱擦傷 性性能變差。此等直鏈狀脂肪族醇之具體例’可舉例爲甲 醇、乙醇、正丙醇、正丁醇等。 於輥軋油組成物中該二酯含量較好爲〇·5〜30質量％ ° 若在上述範圍則可獲得耐熱擦傷性能提高之效果。由以上 觀點，該二酯較好含量在1〜20質量％之範圍’最好爲 -13- 201042027 1〜15質量％之範圍。 本發明之輥軋油組成物較好爲調配酚系抗氧化劑。藉 由調配酚系抗氧化劑，有抑制輥軋油組成物氧化劣化之效 果。 酚系抗氧化劑舉例有2,6-二-第三丁基酚、2,6-二-第 三丁基-對-甲酚、2,4-二甲基-6-第三丁基酚等，該等中， 較好爲2,6 -二-第三丁基-對-甲酚。酚系抗氧化劑之調配量 ，以輥軋油組成物總量爲基準’較好爲0.01〜5質量％之範 圍，更好爲0.1〜1質量％之範圍。 再者，本發明之輥軋油組成物，依據所需，在不損及 本發明目的之範圍內，可調配防鏽劑、腐蝕防止劑、消泡 劑等各種添加劑。 防鏽劑及腐蝕防止劑可舉例爲例如脂肪酸、烯基琥珀 酸半酯、脂肪酸鹼、烷基磺酸鹽、脂肪酸胺、氧化鏈烷、 烷基聚氧乙烯醚等。 消泡劑舉例爲例如二甲基聚矽氧烷、聚丙烯酸酯等。 該等添加劑分別可單獨使用一種或混合兩種以上使用 。又，該等添加劑之調配量通常以組成物爲基準，分別爲 0.1〜10質量％之範圍，較好爲0.1〜5質量％之範圍。 本發明之輥軋油組成物之黏度並無特別限制，但較好 於40°c之動黏度爲3〜30mm2/s，更好爲5~20mm2/s。 本發明之輥軋油組成物使用時，該輥軋油組成物可直 接以該狀態使用，亦可添加乳化劑及水調製成乳液而使用 。作爲乳化劑，只要配合目的適當選擇即可，例如可使用 -14- 201042027 陰離子系乳化劑、陽離子系乳化劑、非離子系乳化劑、或 該等之混合物。 本發明之輥軋油組成物可較好地使用作爲金屬加工用 輥軋油組成物。尤其，若使用本發明之輥軋油組成物，即 使對硬的材料亦可效率良好地進行輥軋加工，因此可較好 地使用於各種鐵系材料之輥軋加工，由於可獲得優異的表 面外觀故而最好使用於不鏽鋼之輥軋加工。 Ο 一般如不繡鋼之輥軋加工之需要有優異表面外觀之情 況，本發明之輥軋油組成物較好以其直接狀態加以使用， 又，於如鋼板之輥軋加工之以效率優先之情況，較好調製 成乳液後使用。 實施例 接著，本發明藉由實施例更詳細加以說明，但本發明 不受該等實施例之任何限制。 〇 實施例1〜7、比較例1 ~ 6 如表1所示，於基油中調配含硫化合物及其他添加齊U ，獲得輥軋油組成物。將該等作爲試料油進行以下所示之 評價試驗。評價結果示於表2。 又，表1中係以輥軋油組成物總量設爲1 0 0質量丨分胃 之各成份調配量以質量份表示。 (1 )臨界軋縮率 使用輥徑40mm (輥表面粗度Ra 0.10# m)之操作輕 -15- 201042027 ，以輥軋速度100m/分鐘進行輥軋加工。軋縮率自20%階 段性地上升，實施至發生熱擦傷性爲止，未發生熱擦傷性 之最大軋縮率作爲臨界軋縮率。 又，本評價及下述之「軋縮率25 %時之輥軋荷重」評 價中，材料系使用以下之不繡鋼。 SUS304:盤管尺寸（0.6mm 厚、50mm 寬） (2 )軋縮率25%時之輥軋荷重 檢視於軋縮率25%進行輥軋所需之輥軋荷重。 (3 )臭氣試驗 以JIS K223 1所定之液體鏈烷稀釋試料油，以下列基 準評價是否感覺到不快臭味。以評審員5人評價之其中間 値示於表2。 1 (少許臭味）：以1 000倍稀釋並無硫黃臭味。 2(淡的臭味）：以1()〇〇倍稀釋有硫黃臭味，以5〇〇〇 倍稀釋並無硫黃臭味。 3 (強烈臭味）：以5000倍稀釋有硫黃臭味。 -16- 201042027 〔表1〕

實施例 比較例 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 基油 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 餘量 硫系化合物1 3 5 50 80 硫系化合物2 _ 1 30 50 硫系化合物3 硫系化合物4 5 硫系化合物5 5 硫系化合物6 5 _ 硫系化合物7 5 油性劑1 10 10 _ 10 10 10 10 10 _ 10 10 10 10 油性劑2 5 _ _ 抗氧化劑 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 基油：40°C動黏度爲8mm2/s之鏈烷系礦油 硫系化合物1 : 一般式（I)中，R1及R4爲正辛基，R2及R3爲CH2基，X 爲2之含硫化合物 硫系化合物2 : —般式（I)中，R1及R4爲正丁基，R2及R3爲CH2基，X 爲2之含硫化合物 硫系化合物3 :毓基苯甲酸正辛酯之二聚物 硫系化合物4 : 一般式（I)中，R1及R4爲正辛基，R2及R3爲CH2基，X 〇 爲4之含硫化合物 硫系化合物5 :聚硫醚 硫系化合物6 _•硫化烯烴 硫系化合物7 :硫化油脂 油性劑1:硬脂酸丁酯 油性劑2 :以下式表示之二酯化合物： 〔化3〕 CH=CH—(CH2)6一COOMe l=|H CH3

MeOOC—(CH2)6—CH=CH—(CH2)2 ch3 抗氧化劑：DBPC (2,6-二-第三丁基-對-甲酚） -17- 201042027 〔表2〕 蒙施例 比較例 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 臨界軋縮率(％) 38 36 40 30 35 40 35 25 • 29 28 27 輥軋荷重(噸） 17 16 15 19 16 15 17 22 _ - 21 22 22 臭氣試驗 1 1 2 1 1 2 1 1 3 3 3 3 3 〔產業上之可能利用性〕 依據本發明之輥軋油組成物，可獲得（1)可在高的 軋縮率進行輥軋加工而提高生產性，（2 )由於可使輥軋 荷重減低，故可抑制能量消耗，（3 )可達成上述優異輥 軋性能而不會伴隨著作業環境降低等之效果，本發明可較 好地使用於輥軋加工。 -18-

Claims (1)

1. 201042027 七、申請專利範圍： 1 · 一種金屬加工用之輥軋油組成物，其特徵係在基 油中’以組成物總量爲基準調配〇.〇1〜7〇質量％之以下述 一般式（I ) Ri〇OC-R2-S X -R3-COOR4 …（I) (式中’ R1及R4係分別獨立爲碳數1〜20之烴基，R2及 R3係分別獨立爲碳數〇〜6之烴基，X係表示1〜3之整數） 表示之含硫化合物所成。 2 _如申請專利範圍第1項之金屬加工用之輥軋油組 成物，其中一般式（1)表示之含硫化合物之）{爲2。 3. 如申請專利範圍第1或2項之金屬加工用之輥軋 油組成物’其中金屬加工爲鐵系材料之加工。 4. 如申請專利範圍第1或2項之金屬加工用之輥軋 油組成物，其中金屬加工爲不鏽鋼之加工。 -19- 201042027 無 ·· 明 說 。單 無簡 lgu ..號 為符 圖件 表元 代之 定圖 :指表 圖案代 表本本 定一二 ^ (( ' 四 201042027 五 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無