JPH0221437B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は金属を加工する際の潤滑剤に関するも
のであり、さらに詳しくはステンレス鋼および非
鉄金属、たとえばアルミニウム、銅およびそれら
の合金などを加工、特に冷間圧延加工する際に使
用する潤滑剤に関するものである。 通常、金属を加工する方法としては圧延、引抜
き、プレス、切削、絞り、アイヨニングなどがあ
り、それぞれの方法に適した潤滑剤が使用されて
いる。特に金属の圧延加工、すなわち金属を圧延
機により圧延して薄い金属板を作るためには熱間
圧延と冷間圧延とが行われており、冷間圧延には
種々の潤滑剤が使用されている。また熱間圧延に
おいてもアルミニウムおよびその合金などの場合
には潤滑剤が使用されている。金属の冷間圧延に
おいてはさらに圧延後に加工面の硬化を防ぐ目的
で金属板を焼鈍し、その硬度を下げる作業が行わ
れることが多い。 このような金属加工、特に金属の冷間圧延にお
いて用いられる潤滑剤に要求される性質は圧延性
が良好、すなわち油性および油膜強度が大である
こと、冷却性が良好であること、金属材の仕上げ
面（光沢）が良好であること、潤滑剤が安定、安
全で寿命が長いこと、金属材表面に均一によく付
着すること、給油が簡単で経済的であること、焼
鈍後に金属板上にオイルステインと呼ばれる除去
しがたい汚れを発生しないこと、金属材および圧
延機部品にさびを発生させないことなどである。
近年冷間圧延機が高速化し、塑性加工における変
形熱および摩擦熱が大きくなつてきたため、潤滑
剤に要求される性質の中で特に冷却性および熱に
対する安全性が重視されるようになつてきた。 従来、冷間圧延用潤滑剤には低粘度品ほど冷却
性が大きいという理由から低粘度鉱油が使用され
ていたが、低粘度鉱油は引火点も低いため、高速
圧延時に火災が発生するという危険性がある。そ
こで水が火災安全性および冷却性に優れていると
いう性質を利用して、低粘度鉱油またはパーム
油、牛脂などの油脂類を水に分散もしくは乳化さ
せた鉱油系または油脂系ソリユーブル油が使用さ
れだしてきた。たとえば鉱油系ソリユーブル油は
低粘度の鉱油に乳化剤を混合したものを水に加え
撹拌、混和して作られる。しかしながら鉱油系ソ
リユーブル油は潤滑性が乏しく、しかも種々の添
加剤、特に金属系の添加剤が焼鈍工程においてオ
イルステインを生ずる場合があり、大きな欠点と
されている。一方、油脂系ソリユーブル油も広く
使われており、その潤滑性のすぐれた点で注目さ
れているが、使用時に絶えず加熱撹拌しながら給
油しないと均一なエマルジヨンが得られない欠点
がある。またオイルステイン発生防止のため行な
う洗浄にはアルカリ、溶剤、あるいは電解洗浄な
どがあるが、かなりの設備と労力を要するにもか
かわらず十分な洗浄効果をあげるには至つていな
い。 そこで本発明者らは上記の従来公知の金属加工
用潤滑剤、特に金属冷間圧延用潤滑剤の問題点を
解決するために研究を重ねた結果、本発明を完成
するに至つた。 本発明は金属加工、特に金属の冷間圧延におい
て高速圧延時における冷却性および火災防止性が
きわめて良好であり、かつ圧延性、防錆性に優
れ、しかも焼鈍処理によるオイルステインの発生
が少なく、圧延後の金属の表面状態がきわめて良
好であるという種々の特性をかね備えた、金属、
特にステンレス鋼および銅、アルミニウムおよび
それらの合金などの非鉄金属の金属加工用潤滑剤
を提供することを目的とする。 すなわち、本発明は２発明を含み、その特定発
明は、 (a) 炭素数８〜22の脂肪族１価アルコール100重
量部、 (b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油０〜
800重量部、 (c) 炭素数８〜22のアルキル基またはアルケニル
基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステル0.1〜100重量部 を含有する潤滑剤原液を４〜1000重量倍の水に分
散させてなることを特徴とする金属加工用潤滑剤
を提供するものであり、またその第２発明は (a) 炭素数８〜22の脂肪族１価アルコール100重
量部、 (b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油０〜
800重量部、 (c) 炭素数８〜22のアルキル基またはアルケニル
基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステル0.1〜100重量部、 (d) 数平均分子量250〜3000のポリブテン１〜250
重量部 を含有する潤滑剤原液を４〜1000重量倍の水に分
散させてなることを特徴とする金属加工用潤滑剤
を提供するものである。 以下、本発明による金属加工用潤滑剤について
より具体的に説明する。 本発明でいう(a)成分とは炭素数８〜22、好まし
くは炭素数10〜18の脂肪族１価アルコールおよび
それらの混合物のことである。この脂肪族アルコ
ールとしては飽和アルコール、不飽和アルコール
およびそれらの混合物のいずれでも使用できる
が、熱的な安定性の面から飽和アルコールの方が
好ましい。またこの脂肪族アルコールとして直鎖
アルコール、分枝アルコールおよびそれらの混合
物のいずれでも使用できる。本発明に使用できる
(a)成分のアルコールとしては、たとえばオクチル
アルコール、ノニルアルコール、デシルアルコー
ル、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール
（ラウリルアルコール）、トリデシルアルコール、
テトラデシルアルコール（ミリスチルアルコー
ル）、ペンタデシルアルコール、ヘキサデシルア
ルコール（セチルアルコール）、ヘプタデシルア
ルコール、オクタデシルアルコール（ステアリル
アルコール）、エイコシルアルコール、ドコシル
アルコール、オクタデセニルアルコール（オレイ
ルアルコール）、オクタデカトリエニルアルコー
ル（リノレイルアルコール）およびこれらの混合
物などがあげられる。本発明でいう(a)成分のアル
コールとしては天然品および合成品を問わず任意
の方法により製造されたものを使用できるが、た
とえばヤシ油や牛脂などの天然油脂のナトリウム
還元および／または水添により得られる混合アル
コール、オキソ法により合成されるオキソアルコ
ールおよびチーグラー法によつてエチレンおよび
金属アルキルから誘導される合成アルコールなど
を用いることができる。 本発明において(a)成分として使用される脂肪族
１価アルコールとしては炭素数８〜22のものを使
用することが必要であり、炭素数が22を越えるも
のは常温でも固体状となり作業性が悪く、さらに
焼鈍処理によりオイルステインが発生しやすい。
また炭素数が８に達しないものは圧延性が劣し
く、かつ刺激臭のために作業性が悪くなる。また
この(a)成分を用いない場合には潤滑剤の圧延性が
低下し、また潤滑剤原液の水分散性も悪くなるの
で好ましくない。 本発明でいう(b)成分とは40℃において1.5〜
35cst、好ましくは2.0〜15cstの粘度範囲を有する
鉱油である。(b)成分の鉱油としては、上記の粘度
範囲内のものであれば任意の種類のものを使用で
きるが、通常、原油を蒸留して得られる潤滑油留
分を任意の精製処理、たとえば溶剤精製、硫酸処
理、水添精製、白土処理などにかけて得られる鉱
油を使用するのが好ましい。 (b)成分の配合量は(a)成分100重量部に対して０
〜800重量部、好ましくは30〜300重量部、より好
ましくは50〜150重量部である。(b)成分は必ずし
も使用する必要はないが、(b)成分を上記範囲内で
(a)成分に配合することにより、潤滑剤の粘度を調
整することができ、圧延工程において圧延機ロー
ルと金属板との密着性をより高めることができ
る。しかし(b)成分の配合量が前記範囲を越える場
合には圧延性が悪くなり、また焼鈍処理によるオ
イルステインが発生しやすく、さらに潤滑剤原液
の水分散性も悪くなるので好ましくない。 本発明でいう(c)成分とは、炭素数８〜22、好ま
しくは炭素数９〜20のアルキル基またはアルケニ
ル基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
物またはそのエステルもしくはそれらの混合物の
ことである。この脂肪族ジカルボン酸としては特
にコハク酸が好ましく用いられる。脂肪族ジカル
ボン酸としてコハク酸を用いた場合、本発明でい
う(c)成分の炭素数８〜22のアルキル基またはアル
ケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸の無水物と
は次の一般式で表わされる化合物のことである。 （式中、Ｒは炭素数８〜22、好ましくは９〜20
のアルキル基またはアルケニル基を示す。）また
炭素数８〜22のアルキル基またはアルケニル基を
有する脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルと
は次の一般式で表わされる化合物のことである。 （式中、Ｒは上記と同様のアルキル基またはア
ルケニル基を示す。またR′，R″は同種でも異種
でもよく、水素、炭素数１〜10のアルキル基もし
くは

【式】を示す。ただしＲ は水素もしくはメチル基を示し、ｎは１〜５の
整数を示す。） 上式中のＲ（炭素数８〜22のアルキル基または
アルケニル基）としては任意のものが使用できる
が、プロピレンやブテンのオリゴマーを原料とす
るものや直鎖のオレフインを原料とするものが好
ましい。またエステルとしてはジエステルとモノ
エステル（ハーフエステル）のいずれでも使用で
きるが、防錆性の面からモノエステルを用いる方
がより好ましい。本発明における(c)成分として特
に好ましい化合物はアルキルコハク酸、アルケニ
ルコハク酸、これらの酸とエチレングリコール、
プロピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコールとのエステルおよ
びそれらの混合物である。 (c)成分の配合量は(a)成分100重量部に対して0.1
〜100重量部、好ましくは１〜50重量部、より好
ましくは４〜20重量部である。(c)成分を用いない
場合、あるいは(c)成分の配合量が前記範囲に満た
ない場合は、潤滑剤の防錆性が弱いため圧延機ま
わりの機器にさびが発生し、また圧延性も低下す
るので好ましくない。一方(c)成分の配合量が前記
範囲を越えてももはや潤滑剤の防錆性および圧延
性はあまり変わらず、(c)成分をそのように多量に
用いる必要はない。 また本発明の第２発明の必須成分である(d)成分
とは数平均分子量250〜3000、好ましくは1000〜
2500のポリブテンである。このポリブテンとはイ
ソブチレンを主体としたイソブチレン―ｎ―ブチ
レン混合物を重合して得られる無色ないしは微黄
色透明の液状ポリマーであり、本発明においては
一般に市販されているポリブテンを使用すること
ができる。さらに(d)成分としてポリブテンの末端
二重結合を既知の方法、たとえばニツケルまたは
ニツケルモリブデン酸塩触媒などを用いて水素添
加して飽和炭化水素とした水添ポリブテンも使用
することができる。本発明の特定発明の必須成分
である前記(a)〜(c)成分を所定量配合しただけで
も、その潤滑剤原液を水に分散させることにより
各種要求性能を満足する金属加工用潤滑剤を得る
ことができるが、さらに(d)成分であるポリブテン
を所定量配合することにより、その圧延性がより
改善された金属加工用潤滑剤を得ることができ
る。(d)成分として数平均分子量が250に満たない
ものは潤滑剤の圧延性や潤滑性などの特性の改善
能力がなく、また数平均分子量が3000を越えるも
のは圧延ロールに付着して圧延ロールがべとつ
き、また焼鈍処理によりオイルステインが発生し
やすくなるので好ましくない。 (d)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して
１〜250重量部、好ましくは10〜100重量部、より
好ましくは15〜50重量部である。(d)成分の配合量
が前記範囲に満たない場合は(d)成分の配合効果が
なく、一方(d)成分の配合量が前記範囲を越える場
合には圧延ロールがべとついたり焼鈍処理により
オイルステインが発生しやすくなり、また潤滑剤
原液の水分散性が悪くなるので好ましくない。 本発明でいう潤滑剤原液とは前記の(a)〜(c)成分
または(a)〜(d)成分を所定量混合することにより得
られるが、この際に必要に応じて油性剤、極圧
剤、酸化防止剤および殺菌剤または防腐剤などの
公知の潤滑油添加剤を配合することもできる。本
発明に使用できる油性剤としてはたとえば炭素数
８〜18の高級脂肪酸、たとえばカプリル酸、カプ
リン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、オレイン酸などおよびこれら
の脂肪酸と炭素数１〜８の脂肪族アルコールもし
くはグリコールとのエステル、たとえばメチルラ
ウレート、ブチルラウレート、ブチルステアレー
ト、ペンチルオレエート、オクチルミリスチレー
ト、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノ
パルミテート、オレイン酸モノグリセライド、オ
レイン酸ジクリセライドなど、さらに牛脂、豚
脂、羊脂、魚油、鯨油などの動物油、オリーブ
油、やし油、ひまし油、なたね油、パーム油、大
豆油などの植物油およびこれらの混合物などがあ
げられる。一方、極圧剤としては、たとえばｎ―
ブチルジ―ｎ―オクチルホスフイネート、ジ―ｎ
―ブチルヘキシルホスホネート、ジ―ｎ―ブチル
フエニルホスホネート、トリブチルホスフエー
ト、トリクレジルホスフエート、ジブチルホスホ
ロアミデート、アミンジブチルホスフエートなど
の有機リン化合物、塩素化パラフイン、塩素化ジ
フエニルなどの有機ハロゲン化合物、スルフイ
ド、ジスルフイド、ジエステルジスルフイドなど
の有機イオウ化合物などがあげられる。また酸化
防止剤としてはたとえばＮ，N′―ジ―sec―ブチ
ル―ｐ―フエニレンジアミン、フエニル―α―ナ
フチルアミンなどの芳香族アミン類、２，６―ジ
―tert―ブチル―ｐ―クレゾールなどのヒンダー
ド、フエノール類が、殺菌剤または防腐剤として
はたとえばｏ―フエニルフエノール、テトラクロ
ロフエノールなどのフエノール系化合物、２―ヒ
ドロキシメチル―２―ニトロ―１，３―プロパン
ジオールなどのホルムアルデヒド供与体化合物な
どがあげられる。 これら公知の潤滑油添加剤は単独でもよく、ま
た数種類組み合わせて配合してもよい。この潤滑
油添加剤およびそれらの混合物の配合量は任意で
あるが通常、前記潤滑剤原液100重量部に対して
15重量部以下、好ましくは10重量部以下である。 本発明の金属加工用潤滑剤はこの潤滑剤剤原液
（場合によつては前記の公知の潤滑油添加剤も含
む）を４〜1000重量倍、好ましくは10〜100重量
倍の水に分散させることにより得られる。潤滑剤
原液を水に分散させる方法は任意であり、公知の
方法、たとえばラインミキシングや撹拌機による
撹拌などを用いることができる。本発明の潤滑剤
はこの分散方法に何ら制限されるものではない。 また本発明の金属加工用潤滑剤は金属の冷間圧
延加工だけでなく、熱間圧延加工、引抜き加工、
プレス加工、切削加工、絞り加工、アイヨニング
加工などの他の金属加工においても潤滑剤として
好ましく使用されるものであり、その用途は金属
冷間圧延加工用だけに限定されるものではない。 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。ただし以下の実施例は本発明に何ら制限
を加えるものではない。 実施例 本発明にしたがつて金属加工用潤滑剤を第１表
のように調製した。なお比較のために(c)成分を加
えないもの（比較品１および３）および市販品と
類似のもの（比較品２）も調製した。本発明品１
〜６および比較品１〜３は第１表に示す潤滑剤原
液を９重量倍の水に分散させたものである。 次に本発明品１〜６と比較品１〜３について各
種試験を行つた結果を以下に示す。 １ 圧延試験 本発明品１〜６および比較品１〜３を使用し
て圧延機による圧延試験を行い、圧下率（圧延
前の金属材の板厚と圧延後の板厚との差を圧延
前の板厚で割つたものを百分率で表わしたも
の）を測定することにより圧延性を比較した。
圧延荷重１板幅に対し、圧下率の大きい潤滑剤
ほど金属板がよく圧延されていることを示し、
圧延性が優れていると判定した。 使用圧延機の仕様 ２段圧延機 ワークロール直径 204mm 幅 220mm 圧延速度 100ｍ／min

【表】

【表】 圧延金属材 アルミニウム板 A1200、Ｈ材 板 幅 100mm、板厚 0.4mm、 長 さ 300ｍ 潤滑剤 スプレーにより潤滑剤をアルミニウム板
に噴射して圧延 第１図に本発明品１〜６および比較品１〜３に
ついて圧延荷重１板幅と圧下率との関係を示し
た。 ２ 焼鈍試験（オイルステインの判定） アルミニウム板に本発明品１〜６および比較
品１〜３を塗布し、窒素ガス気流中350℃で２
時間焼鈍し、冷却後アルミニウム板に発生する
オイルステインで比較判定した。 本発明品１ オイルステインを認めず 〃２ 〃 〃３ 〃 〃４ 〃 〃５ 〃 〃６ 〃 比較品 １ ややオイルステインあり 〃 ２ 〃 〃 ３ 〃 以上の結果より明らかなように本発明による金
属加工用潤滑剤（本発明品）は比較品に比べて圧
延性が良好であり、しかも焼鈍処理によるオイル
ステインも発生しないという優れた性能をかね備
えている。また本発明品１〜３に比べて本発明品
４〜６は圧延性がさらに優れており、(d)成分であ
るポリブテンの配合の効果が明確に表われてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品１〜６および比較品１〜３の
圧延試験における圧延荷重１板幅と圧下率との関
係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 炭素数８〜22の脂肪族１価アルコール
   100重量部、 (b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油０〜
   800重量部、 (c) 炭素数８〜22のアルキル基またはアルケニル
   基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
   物またはそのエステル0.1〜100重量部 を含有する潤滑剤原液を４〜1000重量倍の水に分
   散させてなることを特徴とする金属加工用潤滑
   剤。 ２ (a) 炭素数８〜22の脂肪族１価アルコール
   100重量部、 (b) 40℃における粘度が1.5〜35cstの鉱油０〜
   800重量部、 (c) 炭素数８〜22のアルキル基またはアルケニル
   基を有する脂肪族ジカルボン酸またはその無水
   物またはそのエステル0.1〜100重量部、 (d) 数平均分子量250〜3000のポリブデン１〜250
   重量部 を含有する潤滑剤原液を４〜1000重量倍の水に分
   散させてなることを特徴とする金属加工用潤滑
   剤。