TWI272304B - Cold rolling oil composition - Google Patents

Description

1272304 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關冷軋油組成物，更詳細者係可提昇耐熱 刮傷性（壓延性）之同時，特別可抑制不銹鋼材之壓延板 光澤不均度取得之冷軋油組成物。 【先前技術】 金屬材料之壓延中，正常進行壓延時，通過壓延材部 份之運作滾輥產生呈滾輥塗層之一定色澤著色現像。此滾 輥塗層其該運作滾輥經常直接接觸壓延材，因此，與壓延 性、壓延製品之表面性狀有極大關連。 該運作滾輥係使金屬材料藉由壓延後，因摩擦熱、加 工熱之熱膨脹，造成板寬度方向之壓延壓力不均，易出現 滾輥塗層不均產生光澤不均，特別是被高標準要求之表面 品質之不銹鋼等金屬材料的壓延時產生極大問題點。 而，不銹鋼等硬金屬材料之壓延中，多半使縮小與材 料相互之接觸面積，使單位面積高荷重之小徑滾輥用於運 作滾輥者。惟，滾輥直徑小則降低滾輥本身之剛硬性，務 必以大徑之中間滾輥、背撐滾輥進行補強。 做爲此形態之壓延機公知者如：多輥式壓延機。此多 輥式壓延機中，背撐滾輥係於軸方向被分成5個以上滾輥 ，此等被稱爲分割背撐滾輥者。此分割背撐滾輥具有特殊 設計圓筒滾軸承所成之冠頂調整功能，其各軸承擠壓量藉 由偏心軸襯機序可分別獨立操作之，因此，於運作滾輥可 -4- 1272304 (2) 作成多樣之冠頂模型，亦可控制壓延板之形狀。分割背撐、 滾輥形態之壓延機係介著中間滾輥其分割背撐滾輥出現接 觸運作滾輥之部份，與未接觸之部份，因此，造成前述出 現滾輥塗層不均之原因。而，此滾輥塗層不均爲造成被複 製於壓延板之壓延板表面光澤不均之原因。 另外，做爲此金屬材料之壓延加工所使用之壓延油性 能者被要求具有良好壓延性，亦即，低壓延荷重下取得高 下壓率者，且，於嚴格條件下，不產生熱刮傷者。 【發明內容】 本發明於該狀況下，以提供一種減少因分割背撐滾輥 之滾輥塗層不均造成壓延板不均者，減少因運作滾輥寬度 方向之滾輥塗層不均造成壓延板光澤不均者，以及可提昇 耐熱刮傷性能（壓延性）之冷軋油組成物爲其目的者。 本發明者針對具有該良好功能之冷軋油組成物所開發 進行精密硏討結果發現與基油同時分別以所定比例含有碳 數爲特定範圍之枝鏈狀脂肪族二羧酸與直鏈狀脂肪族醇取 得之二酯、碳數爲特定範圍之單酯及磷系化合物之組成物 後，可達成其目的。本發明基於該發現，進而完成之。 亦即本發明係提供 (1)與基油同時含有（A)主骨架由飽和或不飽和 烴鏈所成碳數6〜28之脂肪族二羧酸與碳數1〜9之脂肪族醇 所取得之0.5〜30質量％二酯以及（c) 0.01〜5.0質量％之磷 系化合物者爲其特徵之冷軋油組成物’ 1272304 (3) (2 )於（A )成份之二酯中脂肪族二羧酸之烴鏈爲支 鏈狀之該（1 )所載之冷乳油組成物’ (3) 更以含有（B)碳數13〜48之0.5〜40質量％單酯爲 其特徵之該（1 )所載之冷軋油組成物’ (4) (A)成份之二酯中其脂肪族二羧酸由碳數 1 2〜2 8之脂肪族二羧酸與碳數1〜6之直鏈狀脂肪族醇所取得 二酯之該（1 )所載冷軋油組成物 (5 ) ( A)成份之二酯中其脂肪族二羧酸爲飽和脂肪 族二羧酸之該（1 )所載冷軋油組成物， (6) ( C )成份之磷系化合物爲至少1種選自正磷酸 酯，其胺鹽及烷基硫代磷鹽中之該（1 )所載之冷軋油組 成物，以及 (7) (C)成份之磷系化合物爲正磷酸酯胺鹽之該（1 )所載之冷軋油組成物者。 [發明實施之最佳形態] 本發明冷軋油組成物中做爲基油者可使用鑛油及/或合 成油者。 做爲該鑛油者可列舉各種例者。如：石鱲基系原油、 中間基系原油或萘基系原油之常壓蒸餾者，或將常壓蒸餾之 殘渣油進行減壓蒸餾後取得之餾出油，或將此依常法精製取 得之精製油，如；溶劑精製油、氫化精製油、脫蠟處理油、 白土處理油等例。 又，做爲合成油例者如：碳數8〜丨4之聚-α -烯烴、烯烴 (4) 1272304 共聚物（如：乙烯-丙烯共聚物等）、或聚丁烯、聚丙烯等 支鏈烯烴、此水氫化物、更可使用聚醇酯（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、 烷苯等者。 本發明中做爲基油者，可使用該鑛用之1種或組合2種 以上者，使用該合成油之1種或組合2種以上者均可。又， 亦可倂用1種以上之該鑛油及1種以上該合成油者。做爲該基 油者，其溫度40 °C之動粘度以1〜30 mm2 /s之範圍者宜。當 該動粘度不足1mm2 /s時，其引火點低’恐有因引火而增加 火災等之危險性者，反之，超出30mm2 /s則壓延板表面產生 油凹痕，而，降低光澤度，產生卷取不良等不適當情況。更 理想之動粘度爲4〜20mm2 /s者。 本發明組成物中，做爲（A )成份者其主骨架使用由 飽和或不飽和烴鏈所成碳數6〜28之脂肪族二羧酸與碳數1〜9 之脂肪族醇所取得之二酯者。 該脂肪族二羧酸其碳數不足6時，則耐熱刮傷性變差， 反之，超出28時，則特別於使用低粘度基油時，其二酯的 溶解性變差。理想之碳數以12〜28者宜，更佳者爲14〜24，特 別以16〜20爲最佳。 又，該脂肪族二羧酸以具有支鏈狀者宜，藉由支鏈狀 之存在，使二酯之溶解性變佳，易取得具所期待性能之壓 延油組成物之優點。 本發明中，做爲該脂肪族二羧酸者可任意使用飽和或 不飽和者，而，其中又以飽和脂肪族二羧酸爲較佳。做爲 -7-

•(I (5) 1272304 該飽和脂肪族二羧酸者如；一般式（I )

HOOC-(CH2)m~CH-(CH2)n-COOH (CH2)kCH3 (式中，k代表0〜3之整數，m及n分別代表1〜2 3之整數，k 與m與η總計爲8〜24之整數。） 所示之化合物爲理想例者。 本發明中，做爲用於（Α)成份二酯之主骨架爲飽和 或不飽和支鏈狀烴鏈所成碳數6〜28之脂肪族二羧酸具體例 者如：下記化學式 / HOOC^(CH2)5—CH一(Ch^cfCOOH CH2CH3 (C= 20) HOOC-(CH2)5-CH~(CH2)2-CH=CH~(CH2)6-COOH CH=CH2 (C= 20) HO〇C~(CH2)5-CH-(CH2)6-C〇〇H CH2CH3 (C= 16) HOOC-{CH2)5-CH-(CH2)6-C〇〇H CH=CH2 (C= 16)

HOOC—CH-(CH2)5-COOH (CH2)3~CH3 (0= 12) H00C-(CH2)6-C=CH-(CH2)2-CH-C(CH2)6-C00H CH3 CH3 (C= 22) 所示之化合物等例者。 -8- (6) 1272304 另外，做爲脂肪族醇者可使用碳數1〜9者。當此碳數 超出9時，則二酯之溶解性變差。理想之碳數爲1〜6者，更 佳者爲1〜4。又，該脂肪族醇以直鏈狀者宜。具有支鏈狀 者時，將出現耐熱刮傷性變差。 做爲該直鏈狀脂肪族醇之具體例者如··甲醇、乙醇、 正-丙醇、正-丁醇等例。 本發明中，做爲（A )成份者使用由該脂肪族二羧酸 與脂肪族醇所取得之二酯者，而，該二酯可使用單獨1種 者，亦可使用組合2種以上者。又，壓延油組成物中該二 酯之含量以0.5〜30質量％範圍下被選取之。此含量不足〇· 5 質量％時，則將無法充份發揮降低壓延板之光澤不均度及 提昇耐熱刮傷性之效果，而無法達成本發明目的。反之’ 超出3 0質量％時，其量比無法顯現效果之提昇，而不利經 濟面。理想之該二酯含量以1〜20質量％者，特別以1〜15質 量％者爲更佳。 本發明組成物中，更以含有做爲（B )成份之碳數 13〜48之單酯者佳。此單酯藉由倂用該（A )成份之二酯 後，相較於單獨使用二酯時，其前者較可發揮降低光澤不 均度及提昇耐熱刮傷性之效果。且，藉由使用此單酯後’ 可減少二酯之使用量。 做爲該（B )成份之單酯例者，如：一般式（II )

RCOOR ....(II) (7) 1272304 (式中，R爲碳數11〜22之烷基，R1爲碳數1〜25之烷基，R 與R1總碳數爲12〜47者。） 所示之化合物例者。 理想之該一般式（Π )所示單酯之碳數爲13〜36者。 做爲該單酯之具體例者如：硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯、硬 脂酸辛酯、棕櫚酸辛酯等例，其中又以硬脂酸丁酯之性能 及易於取得面爲較佳者。 本發明中，做爲（B )成份者可單獨使用1種該單酯 ，亦可合倂2種以上使用之。又，壓延油組成物中該單酯 含量以〇· 5〜40質量％者宜。當該含量不足〇.5質量％時則將 無法發揮降低壓延板光澤之不均度及提昇耐熱刮傷性之效 果，而無法達成本發明目的。反之，超出4 0質量％時，則 其量比無法出現效果之提昇’不利其經濟面，且，惡化其 低溫流動性。理想之該單酯含量以3〜3 0質量％者宜，特別 以5〜20質量爲更佳。 本發明組成物中，使用磷系化合物做爲（C )成份者 。此磷系化合物並未特別限定，一般可使用正磷酸酯，其 胺鹽、烷基硫代磷鹽、等者，其中又以正磷酸酯之胺鹽爲 較佳者。 做爲該正磷酸酯例者如一般式（III ) (8) 1272304 所示之化合物例者。 該一般式（III)所示之正磷酸酯中，R2、R3、及R4分 別爲氫原子或碳數4〜20之烴基，可互爲相同或相異者’惟 ，其中至少1個爲碳數4〜20之烴基者宜。做爲碳數4〜20之烴 基例者如：碳數4〜20之直鏈狀、支鏈狀或環狀之烷基或脂 烯基、碳數6〜20之芳基、碳數7〜20之烷基芳基、碳數7〜20 之芳基烷基等例者。其中又以碳數7〜20之烷基芳基者爲較 佳。做爲此具體例者如：丁基、戊基、己基、環己基、辛 基、癸基、月桂基、肉豆蔻基、棕櫚基、硬脂烯基、油基 、廿基、苯基、甲基苯基、異丙苯基、二甲苯基、苄基、 苯乙基等例，其中特別以甲基苯基、異丙苯基爲較佳者。 又，做爲正磷酸酯胺鹽之例者如：一般式（IV ) Ο (R50)aP—(OH)3.a ♦ (NHbR〜-b)3-$ …(ϊ'’） 所示之化合物例者。 該一般式（IV )中，R5以碳數4〜20之烴基者宜，較佳 者爲碳數8〜18之烴基，更佳者爲碳數12〜18之烴基。R6爲 碳數4〜2 0之直鏈狀、支鏈狀、環狀之烷基或脂烯基者、碳 數爲8〜18者宜、更佳者爲碳數12〜16之直鏈狀、支鏈狀、 環狀之烷基或脂烯基。a及b分別爲1〜或2者，複數之R5可 爲相同或相異者，且，複數之R6亦可互爲相同或相異者。

針對該R5所示之碳數4〜20之烴基係與前述一般式（III )之R2〜R4中碳數4〜20之烴基的說明爲相同者。又，做爲 -11 - (9) 1272304 R6者如：丁基、戊基、己基、環己基、辛基、癸基、月桂 基、肉豆蔻基、棕櫚基、硬脂烯基、油基、廿基等例者。 另外，做爲烷基硫代磷鹽例者如：烷基爲碳數4〜20之 直鏈狀、支鏈狀、環狀之飽和或不飽和基之各種單硫代磷 鹽、二硫代磷鹽、三硫代磷鹽等例。其中，做爲該烷基例 者可與該一般式（IV)中R6說明之示例基爲相同者。 本發明之此（C )成份磷系化合物可單獨使用1種，亦 可合倂2種以上使用之。又，壓延油組成物中該磷系化合物 之含量以0.01〜5.0質量％之範圍下進行選取之。當此含量 不足〇 . 〇 1質量％時，則未能有效發揮控制光澤不均度之效 果，反之，超0.5質量％時，則其量比無法顯示其效果之提 昇，不利其經濟面。理想之該碟系化合物含量以0.0 2〜4質 量％者宜，特別以0.1〜3之質量 本發明組成物中，在不損及本發明目的下亦可單獨或 組合2種以上所期待之各種添加劑，如：抗氧化劑、防腐 蝕劑、消泡劑等適當含有之。 做爲該抗氧化劑例者如：烷基化二苯胺、苯基-α -萘 胺、烷基化-α -萘胺等之胺系、2，6-二-第三-丁基-對-甲 酣等苯酸系、及硫黃系等，做爲防銹劑、防腐鈾劑者如： 山梨聚糖酯、中性鹼金屬或鹼土類金屬硫酸鹽、驗金屬或 鹼土類金屬酚鹽、鹼金屬或鹼土類金屬水楊酸鹽、噻二〇坐 、苯並三唑等例。又，做爲消泡劑例者如：二甲基聚砂氧 烷、氟醚等例。 此等於必要時所使用添加劑總含量以1 〇質量％以下爲 •12- (10) 1272304 宜，更佳者爲5質量％以下。 本發明壓延油組成物中，其粘度並未特別限定，一般 爲取得潤滑性與板表面光澤度，以1〜20rnm2 /s者宜，特別 以2〜10mm2 /s爲更佳。 具有此組成之本發明冷軋油組成物可顯示以下所#之 效果。 (1 )使用分割背撐滾輥之形態的壓延機藉由分害!j背 撐滾輥進行形狀之控制仍可減少滾輥塗層不均、壓延板之 光澤不均度。亦即，可改善壓延製品之形狀與表面品質（ 光澤不均）。 (2)當壓延速度提昇，壓延時之單位時間發熱量變 大，滾輥蓄熱變大，板寬度方向之熱膨脹不均，因此，易 出現滾輥塗層不均，壓延板光澤不均，惟，若藉由本發明 壓延油組成物之使用後，則壓延速度即使提昇亦不易產生 光澤不均現象。 (3 )提昇耐熱刮傷性能。 (4 )藉由該（1 )〜（3 )，可同時提昇生產性與製品 之品質。 針對適用於本發明冷軋油組成物之金屬材料並無特別 限定，一般金屬材料中又以不銹鋼材料爲較適用者。 【實施方式】 以下，藉由實施例進行本發明更詳細之說明，惟，本 發明並未受限於此等例中。 -13- (11) 1272304 [實施例1〜9及比較例1〜5 ] (1 )冷軋油組成物之調製 針對40 °C動粘度爲8.0mm2 /s之石蠘基系鑛油，以組成 物總量爲基準之第1表所示量進行配合第1表所示之成份後 ，進行調製冷軋油組成物。 又，所使用成份如下。 單酯：硬脂酸丁酯 二酯1 :具有

HOOC - (CH2)5—CH—(CH2)10-C〇〇H ch2ch3 所示支鏈之脂肪族二羧酸與甲醇相互之二酯（使用特公平 7-45 674公報第1表之A) 二酯2 :具有

HOOC-(CH2)6 - 〒=CH-(CH2)2-CH=宁(CH2)e_C00H CH3 ch3 所示支鏈之脂肪族二羧酸與甲醇相互之二酯（使用特公平 7-45 674公報第1表之I) 二酯3:己二酸二異壬酯（DINA) TCP :三甲酚磷鹽 磷酸酯之胺鹽：二油酸磷鹽之碳數12〜14之烷胺鹽 (2 )壓延實驗 於第2表所示之壓延實驗條件下，依第3表所示通道程 序進行壓延實驗，以3通道孔評定高速壓延時之光澤不均 -14- (12) 1272304 度，以19.6kN將擠壓於4通道孔之滾輥（外徑135mm、寬 1 0mm )進行擠壓後，進行評定分割滾輥之接觸部份，與 非接觸部份之光澤不均度。更於5通道孔求取熱刮傷極限 下壓率，進行評定熱刮傷性能。（第5 1次塑性加工連合演 講會（2000.1 1.3〜5 )預稿集，3 03〜3 04頁「不銹鋼冷軋中 藉由分割滾輥後表面光澤不均之模擬」） 結果如第1表所示。又，又，光澤不均度藉由目測， 進行以下4階段評定。 0 :均句 1 :稍有不均度 2 :明顯不均 3 :強度不均 -15- 1272304 (13) 第1表-1 實施例 1 2 3 4 5 單酯 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 二酯1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 成份 二酯2 — 一 一 一 一 組成 二酯3 一 — 一 一 一 (重 TCP 0.5 1 一 — 0.5 量％) 磷酸酯之胺鹽 一 一 0.5 一 0.5 c8三硫代磷鹽 — — — 0.8 — 3通道孔光澤不均度 0 0 0 0 00 4通道孔光澤不均度 1 0 0 0 38.3 評價 5通道孔加熱刮傷極 限下壓率（％) 38.5 38.6 38.2 38.1 38.3

-16- 1272304 (14) 第1表-2 實施例 6 7 8 9 單酯 15.0 15.0 5.0 一 二酯1 — — — — 成份 丨二酯2 3.0 3.0 一 — 組成 二酯3 一 一 25.0 30.0 (重 TCP — 0.5 一 — 量％) 磷酸酯之胺鹽 0.5 0.5 0.5 0.8 C 8三硫代磷鹽 一 — 一 — 3通道孔光澤不均度 0 0 0 0 4通道孔光澤不均度 0 0 0 0 評價 5通道孔加熱刮傷極 限下壓率（％) 38.2 38.3 37.6 38.0

-17- 1272304 (15) 第1表-3 :匕較例 1 2 3 4 5 成份 組成 (重 量％) 單酯 15.0 18.0 15.0 15.0 — 二酯1 一 一 3.0 一 — 二酯2 — — — 3.0 一 二酯3 — — — 一 30.0 TCP — — — — — 磷酸酯之胺鹽 一 — — 一 一 C 8三硫代磷鹽 — 一 — 一 一 評價 3通道孔光澤不均度 2 2 1 1 2 4通道孔光澤不均度 2 2 2 2 2 5通道孔加熱刮傷極 限下壓率（％) 18.3 19.0 38.2 38.4 38.1

-18- 1272304 (16)第2表 壓延實驗條件 壓延機形式 一 4段可逆式壓延機 尺寸 0 4 0x200mm 材質 SUJ-2 作動滾輥 硬度 H s95 粗細度 Ra 0.05 μηι 背撐滾輥 尺寸 0 200x200mm 材質 SUS304 (2B、0材） 壓延材 尺寸 1 · 5tx5 0 Wmmx 圈 抗張力 702N/mm2 油溫 4 0°C 給油法 給油量 13 L/mi n 入側之單側給油

-19- 1272304 (17) 通道程序 壓延速度 張力（kN ) 板厚 下壓率 通道 (m /min) 則方 後方 (mm) (% ) 0 一 — 1.500 — 1 50 9.8 9.8 1.145 23.7 2 250 9.8 9.8 0.925 19.2 3 400 8.8 8.8 0.785 15.1 4 50 7.4 7.4 0.670 14.6 5-1 100 4.4 4.4 0.570 14.9 5-2 100 4.4 4.4 0.540 19.4 5-3 100 4.4 4.4 0.5 10 23.9 5-4 100 4.4 4.4 0.490 26.9 5-5 100 4.4 4.4 0.460 3 1.3 5-6 100 4.4 4.4 0.440 34.3 5-7 100 4.4 4.4 0.420 37.3 5-8 100 4.4 4.4 0.400 40.3 第3表 [產業上可利用性] 本發明提供一種減少因分割背撐滾輥之滾輥塗層不均 造成壓延板光澤不均、降低因運作滾輥寬度方向之滾輥塗 層不均造成壓延板光澤之不均、以及提昇耐熱刮傷性能（ 壓延性能），特別可提供適於不銹鋼材料之壓延的冷軋油 組成物者。 •20·

Claims (1)

1. 1272304 拾、申請專利範圍 1 · 一種冷軋油組成物，其特徵係與基油同時含有（A )主骨架爲飽和或不飽和烴鏈所成碳數6〜28之脂肪族二羧 酸與碳數1〜9脂肪族醇所取得之〇.5〜30質量％二酯及（C ) 0.0 1〜5 _ 0質量％之磷系化合物。 2 ·如申請專利範圍第1項之冷軋油組成物，其中（A ) 成份之二酯中脂肪族二羧酸烴鏈爲支鏈狀者。 3 .如申請專利範圍第1項之冷軋油組成物，其中該組成 物更含有0.5〜4 0質量％之（B)碳數13〜4 8之單酯者。 4 ·如申請專利範圍第1項之冷軋油組成物，其中該（A )成份二酯中脂肪族二羧酸係由碳數1 2〜2 8之脂肪族二羧 酸與碳數1〜6之直鏈狀脂肪族醇所取得之二酯者。 5 .如申請專利範圍第1項之冷軋油組成物，其中該（A )成份二酯中脂肪族二羧酸爲飽和脂肪族二羧酸者。 6. 如申請專利範圍第1項之冷軋油組成物，其中該（C )成份磷系化合物爲至少1種選自正磷酸酯，其胺鹽及烷基 硫代磷鹽中者。 7. 如申請專利範圍第1項之冷軋油組成物，其中該（C )成份磷系化合物爲正磷酸酯之胺鹽。 -21 -