JPH02124998A - 冷間圧延油 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属を冷間圧延する際、潤滑油成分を水中に
安定に乳化分散させることができ、さらに良好な潤滑性
を有する冷間圧延油に関する。

（従来の技術） 冷間圧延にふいて圧延油は、（１）ロールと圧延材料の
摩擦を緩和する、（２）圧延加工及び摩擦により発生す
る熱を、冷却するという２つの目的で一般に水に１〜１
０％の潤滑油成分を乳化分散させた、圧延油クーラント
として循環方式で用いられている。この圧延油クーラン
トを循環使用する際には■水に潤滑油成分を均一に乳化
分散させ、さらに■摩擦緩和のために潤滑油成分をロー
ルと圧延材料に適正量付着させるという２点を同時に満
足させる必要がある。現在使用されている圧延油クーラ
ントは、上記■、■を同時に満足させる目的で単分子の
界面活性剤を少量使用し撹拌機を用いないと均一になら
ないエマルション状態（ルーズ型エマルションと称す）
に調整しロールや圧延材料への潤滑油成分の付着量を高
めている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この様なルーズ型エマルションは、圧延作業に
より発生する摩耗粉や吸収した熱による成分の劣化によ
りエマルション状態がメークアップ時（新油を張り込ん
だ時）より著しく、変化し、均一なエマルション状態が
得られなくなり、補給量が増加したり、圧延状態が不安
定になる等の問題を生ずる。この様な場合には一般に新
しい圧延油クーラントに更油（ダンプアウト）される。

上記エマルション状態を安定にする為単分子の界面活性
剤を多量に用いると圧延材料やロールに付着する潤滑油
成分の量が不足し、潤滑不足によるヒートマークやチャ
タリングが発生し圧延作業が不可能となる。従って長期
間安定な乳化分散状態を保ち良好で安定な潤滑性を示す
圧延油が得られていないのが現状である。

本発明は上記問題点のない圧延油クーラントを供給しよ
うとするもので、すなわち均一で循環安定性が良好で摩
耗粉が混入した場合でも変化の少ないエマルション状態
と、良好で変化の少ない潤滑性を同時に満足出来る、圧
延油を提供することを目的とする。

（課題を解決する為の手段） 本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、特定の高分子分散剤を水に希釈して潤滑油成分を乳
化分散させて用いる事により、本発明の目的を達成でき
る事を見出し本発明に到達したものである。

すなわち本発明の冷間圧延油は （Ａ）鉱油、天然油脂、及び合成脂肪酸エステルからな
る群から選ばれる１種又は２種以上を基油とする潤滑油
成分を、 （Ｂ）次の一般式（１）及び（２） ０（Ｍ）、−Ｒ。

（式中のしは水素原子又はメチル基、Ｍはアルキレンオ
キサイド、ｎは１〜１００の整数、Ｒ１は水素原子又は
炭素数１〜２４のアルキル基又はアルケニル基を示す〉
、 ｉ Ｘ　　　Ｃ）１２ Ｈ２ （式中のＸは水素原子、ナトリウム又はカリウム、Ｒ２
は水素原子又は炭素数１〜２４の脂肪族直鎖のアルキル
基を示す）で表わされる繰返し単位を有する共重合物（
分子量１．０００〜１．０００．０００　）のリン酸塩
を必須成分とする高分子分散剤により水に乳化分散させ
て成ることを特徴とする。

（作　用） 本発明において用いる潤滑油成分は日本工業規格に記載
されているマシン油（Ｋ−２２３８）　、　　タービン
油（に−２２１３）等の鉱油、豚腸、牛脂、魚油、ナタ
ネ油、パーム油、ヤシ油、米ヌカ油等の天然油脂及びこ
れらの油脂を分解して得られた脂肪酸と脂肪族１価アル
コール及びペンタエリスリトール、ネオペンチルアルコ
ール、エチレングリコール、プロピレングリコール等の
多価アルコールとのエステル、又は不飽和脂肪酸の２量
体以上の重合脂肪酸と脂肪族１価アルコールとのエステ
ル等の合成脂肪酸エステルからなる群から選ばれた１種
又は２種以上を基油として用いる事が出来る。潤滑油成
分は上記基油の他に必要に応じ油性剤、極圧剤。

防錆剤、酸化防止剤、流動点降下剤等の各種添加剤を含
有したものであり、圧延機の種類、特性及び材料の圧延
条件等により適正に調整されたものである。

本発明の必須成分である高分子分散剤において、式ｌの
単量体部分は、エマルション粒子表面へ高分子分散剤を
強く吸着させるはたらきを有し、式２の単量体部分は、
分散剤が吸着したエマルション粒子表面のイオン性を高
める作用を有している。

これらの作用について説明すると、式１の単量体部分に
は、アルキル基又はアルケニル基（Ｒ１）をもっている
。この部分は親油基としてはたらき、エマルション粒子
表面への吸着が強くなる。

高分子分散剤についてはすでに特開昭６１−２４６２９
３号および特開昭６１−２８３６９４号公報等にて示さ
れる分散剤が知られているが前者は粒子表面に吸着しや
すい適当なアルキル基が認められない。又後者はアルキ
ル基が側鎖に結合しているが、主鎖に近い為、イオン性
の側鎖のかさ高さにより、吸着性は強くならないと考え
られる。文武２は窒素に結合したヒドロキシエチル基の
酸素により、窒素原子の極性が強くなり、リン酸塩とな
った時有効な陽イオン性を示す事により、金属への吸着
が強くなる。

この式１と式２の作用を同時にかつ有効に発揮させる為
には共重合体の比率が式１量式２＝１＝３〜２：１が望
ましい。この２つの作用によりエマルション粒子表面に
は強いコロイド被膜が形成されエマルション粒子は表面
のイオン電荷による反発力により、粒子どうしが合一し
にくい性質になる。従って充分な剪断により形成された
エマルション粒子は水中で安定になりアジテータ−等の
撹拌を受ける事で、均一な分散状態を示す。

本発明に用いる高分子分散剤はイオン性を強くする事で
金属に対する吸着を高めている。又本高分子分散剤は水
には完全に溶解するが油には不溶の性質を示す。この事
により、圧延油クーラントに混入する摩耗粉は、エマル
ション粒子表面のコロイド被膜に強く吸着するが、エマ
ルション粒子の中へ侵入する事が不可能となる。この作
用により、摩耗粉が混入してもエマルション粒子の変化
が少なく、使用時の循環安定性が良好になる。

又従来の圧延油クーラントに見られる摩耗粉と潤滑油成
分が混合したスカムと称する汚れが発生しても、機械の
周辺をきれいに保つ事が可能である。

圧延作業において圧延材料及びロールに供給された圧延
油クーラント中のエマルション粒子は、表面のイオン性
の強いコロイド被膜表面のイオン化した窒素原子の効果
により鉄に吸着しやすく、緻密で強固な単一な粒子の付
着層（以後単粒子付着層と称す）を形成する。この単粒
子付着層は潤滑油成分が緻密で強固に付着している為ロ
ール入口部でのエマルションの乱流による付着量の減少
がなく、ロールと圧延材料との摩擦緩和に効果があり潤
滑性が向上する。

単粒子付着層の付着量は粒子の大きさと均一性により左
右される。本発明に用いる高分子分散剤は側鎖の置換基
を圧延油基油により適正に選択する事で均一な粒径分布
を得る事が可能であり、又高分子分散剤の濃度を変化さ
せる事によりエマルション粒子の平均粒径を必要な状態
にコントロールできる。潤滑油成分の性能を充分発揮さ
せる為には、高分子分散剤の有効成分が潤滑油成分に対
し０．３〜５重量％の範囲が望ましい。

使用方法 本発明の冷間圧延油は、あらかじめ所定の高分子分散剤
を水に溶解し潤滑油成分を水に対し、０゜５〜１０％投
入しポンプ剪断等により均一な粒径分布の粒子を形成さ
せた後循環使用するのが好ましい。

（実施例） 以下に本発明を実施例及び比較例により説明する。

実施例１〜４．比較例１〜４ 次の第１表に示す高分子分散剤Ａ−Ｄを用い、第２表に
示す配合に従って実施例１〜４．比較例１〜４の圧延油
を゛つくった。また第２表には下記試験法により確認し
た性能試験結果を併記する。

第１表 試験法 １）　循環試験 試油エマルション２Ｈ（３％５０〜５５℃）に市販微粉
末鉄粉（２００人、真空冶金製）を１０ｇ投入し、１５
日間循環（５β／ｍ　ｉ　ｎノズル、フルコーン０８６
５）試験を行ないエマルション粒子の状態をコールタ−
カウンターを用い粒径（μｍ）を測定すると同時にタン
ク内の汚れ状態も観察する。

判定二　〇汚れなし、△汚れ有り、×汚れ大２）　潤滑
性試験 圧延材に見たてたＳ−４５Ｃロールと圧延ロール（Ｃｒ
＝３％、　Ｈｓ＝８０〜８５）　　（共に長さ１００ｍ
ｍｘ直径２４０　ｍ）を用い下記条件にて転がり滑り試
験を行ない、下式により摩擦係数を求める。

（条件） 圧延油　　；３％５０〜５５℃エマルション循環１．５
ｈｒ　（１５１／ｍｉｎギヤポンプ）６Ａ／ｍｉｎ給油 ロール温度；５０〜５５℃ ロール速度； ロール荷重； 材料ロール　５００ｍ／ｍｉｎ 圧延ロール　５５０ｍ／ｍ１ｎ ５トン＝５５ｋｇｆ／ｍｍ” ３トン＝３７ｋｇｆ／ｍｍ２ Ｔ＝転がり滑り時の軸トルク Ｗ＝荷重 Ｒ＝ロール半径 （発明の効果） 本発明の、特定の高分子分散剤を用いて潤滑油成分を水
に乳化分散した分散液である冷間圧延油は、第２表に記
載した通り、実施例１〜４と比較例１〜４を較べて、循
環試験における分散粒子粒径の経日変化が極めて少なく
、安定に分散している事を示し、また汚れも非常に少な
い事が判った。

°さらに潤滑性試験の摩擦係数が低く、潤滑性も優れて
いることが判明した。かくして、本発明により、当初の
目的の、摩耗粉が混入して循環する、実際の圧延作業の
条件においても、安定性が優れ、かつ汚れが極めて少な
く、しかも、潤滑性も優れている冷間圧延油が、はじめ
て得られた事が確認された。

特許出願人　　協同油脂株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）鉱油、天然油脂、及び合成脂肪酸エステルか
   らなる群から選ばれる１種又は２種以上を基油とする潤
   滑油成分を、 （Ｂ）次の一般式（１）及び（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中のＬは水素原子又はメチル基、Ｍはアルキレンオ
   キサイド、ｎは１〜１００の整数、Ｒ＿１は水素原子又
   は炭素数１〜２４のアルキル基又はアルケニル基を示す
   ）、 ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （式中のＸは水素原子、ナトリウム又はカリウム、Ｒ＿
   ２は水素原子又は炭素数１〜２４の脂肪族直鎖のアルキ
   ル基を示す）で表わされる繰返し単位を有する共重合物
   （分子量１，０００〜１，０００，０００）のリン酸塩
   を必須成分とする高分子分散剤により水に乳化分散させ
   て成ることを特徴とする冷間圧延油。