JPH02305894A - 鋼板用冷間圧延油 - 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、鋼板の冷間圧延工程にて使用されるエマルジ
ョン型の冷間圧延油に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に鋼板の冷間圧延において、圧延油を渇水に１〜１
０％の濃度で乳化分散した液（クーラント液と称する）
を加工時に発生する熱の冷却と潤滑油を圧延ロールや鋼
板に供給し付着させることを目的として、循環噴射して
使用される。

圧延油は動植物油、鉱物油、各種合成エステル又はこれ
らの２種以上の混合物を基油とし、これに油性向上剤極
圧添加剤及び圧延油を乳化分散させるための乳化分散剤
等が配合されたもである。

鋼板や圧延ロールへの潤滑油の付着性（プレートアウト
性）は、圧延油の乳化分散状態に大きく影響を受ける。

一般に乳化分散粒子径の大きい程プレートアウト性は良
好となり、潤滑性が向上する。又圧延加工において、潤
滑性の安定は重要であって、ｒ：Ｊ滑性の変動は圧延作
業に著しく支障を来たす。しかしながらクーラント液は
クーラント液タンクに貯蔵され、循環使用されている間
に、圧延油の乳化分散状態が変化する傾向があり、乳化
分散状態を維持するのは難しい。この為潤滑性が変動し
、作業安定性に支障を来たしている。

乳化分散性の経時変化は、潤滑油の分散粒子が合一し大
粒径化するためと、圧延加工時に発生する鉄粉混入によ
り乳化分散性に悪影響を及ぼすためである。乳化分散し
た圧延油は、分散初期では、その撹拌条件に見合った比
較的均一な粒子径に分散するが、徐々に合一と破壊によ
り小粒径の′ものから大粒径のものまで広範囲の粒子径
に分散する。

又鉄粉混入により、分散粒子が合一され大粒径のものが
生成される。大粒径となった潤滑油粒子は、クーラント
液タンクで浮上しやすくなり、撹拌条件の変化で浮上し
たり巻き込まれたりするので、ロールや圧延鋼板に供給
されるクーラント液中の潤滑油の分散粒子径の分布が変
動するので、プレートアウト性が変化し潤滑変動を招く
のである。

以上説明したような現象を避けるために、圧延油に配合
される乳化分散剤の種類や配合量などが検討されてきた
。従来、鋼板用冷間圧延油に配合される乳化分散剤は、
分子１１０００以下の非イオン性乳化剤が用いられてい
る。最近は、乳化分散状態の経時安定性を向上させるた
めに、水溶性カチオン性高分子化合物を用いる検討もさ
れ、一部実用化されている。しかしながら、前述のよう
な非イオン性乳化剤を用いて以上述べたような問題を解
決するのは難しく、又水溶性カチオン性高分子化合物を
用いた場合には、乳化分散状態の経時安定性が大きく改
善されるが、反面カチオン性であるので、使用水のｐＨ
や硬度成分等の水質に影響を受けやすく水質管理を必要
としかつ水溶性カチオン性高分子は油溶性がないので圧
延油が二液と゛なり乳化分散作業性が悪いといった問題
が生じる。

近年圧延スピードの向上や圧下率の増大による作業効率
の向上化が進められており、圧延油にはますます優れた
潤滑性とその経時安定性が要求されている。この要求に
応えるには、クーラント液のプレートアウト性の向上と
乳化分散状態の安定性の向上が要求されるのである。

（発明が解決しようとする課題〕 本発明は、以上述べた従来の圧延油の持つ諸問題を解決
し、潤滑性に優れかつその経時安定性が良好な圧延油を
供給し冷間圧延作業効率を向上せしめることによって冷
間圧延鋼板の製造に貢献しようとするもである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の鋼板用冷間圧延油は、特定した非イオン性界面
活性剤を圧延油に配合させることにより、従来にない優
れた乳化分散特性を付与し得ることを発見し完成したも
のである。即ち本発明者は圧延油の乳化分散剤として、
分子量が２０００〜１５０００でＨＬＢ価が５〜９の範
囲にある高分子非イオン性界面活性剤を圧延油中に０．
２〜５重量％配合すると、乳化分散した油粒子の間合−
性が著しく向上しかつ鉄粉混入の影響が少なくなり、乳
化分散状態の経時安定性が得られることと、プレートア
ウト性が大きく向上することを発見したのである。

しかしながら圧延油中に上記高分子非イオン性界面活性
剤のみの配合では、撹拌力が極端に弱い場合、経時的に
安定した浮上油を生成し圧延油の１度を低下させる圧延
油中にＨＬＢ価が１２〜１Ｇの非イオン性界面活性剤を
０２〜５重ω％配合することにより、撹拌力が弱くても
圧延油の濃度が低下することなく、経時的に安定した性
能が得られることを見出したのである。

この発見により、従来得られなかった優れた鋼板用冷間
圧延油を調整するに至ったが、ざらに検討を進めた結果
、本発明鋼板用冷間圧延油中にさらにアセチレングリコ
ール系非イオン性界面活性剤を０．１〜１０重岱％配合
することにより、秩杓”ＬＸ人の悪い影響を安全に避は
得ることを発見し、新たな鋼板用冷間圧延油の発明に至
ったのである。

すなわち水弟ｉ発明は、動植物油、鉱物油、合成エステ
ル又はこれらの２種以上の混合物を基油とした圧延油中
に、分子子が２０００〜１５０００であってＨＬＢ価が
５〜９である非イオン性界面活性剤を０．２〜５重量％
及びＨＬＢ価が１２〜１６である非イオン性界面活性剤
を０．２〜５重ｗ％配合したことを特徴とする鋼板用冷
間圧延油であり、第二Ｃ発明は、第一の発明の圧延油に
さらにアセチレングリコール系非イオン性界面活性剤を
０．１〜１０重徴％配合させることを特徴とする鋼板用
冷間圧延油である。

分子量が２０００〜１５０００であってＨＬＢ価が５〜
９の非イオン性界面活性剤としては、例えばプロピレン
グリコールとエチレングリコールのコポリマー、脂肪酸
又は多価脂肪酸又は重縮合脂肪酸とエチレングリコール
、グリセリン、ソルビトール又はツルごタン等のアルコ
ールやポリアルコールとのエステル又はポリエステルが
挙げられる。これらの界面活性剤の分子量が２０００未
満では油粒子の間合−性への効果が劣り、又発明者が入
手できた範囲のものでは、分子量が１５０００を越える
と油溶性が悪くなる。ＨＬＢ価が４未満又は９を越える
と餌れの場合にも間合−性が劣り、又プレートアウト性
が向上しない。次に配合量が０．２重量％未満では、油
粒子の間合−性への効果が劣り、５重ω％を越えてもそ
の効果が飽和するので、それ以上の配合は無駄ある。

次にＨＬＢ価が１２〜１６の非イオン性界面活性剤とし
ては、例えばポリオキシエチレンアルコールエーテル、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビ
タンエステル、ポリオキシエチレンソルビトールエステ
ル等を挙げることができる。

ＨＬＢ価が１２未満では、弱攪拌時の乳化分散状態の安
定は得られない。又ＨＬＢ価が１６を越えると油溶性が
劣る。配合量が０．２重量％未満では効果があり又５％
を越えてもその効果が飽和するので、それ以上配合する
必要はない。

次にアセチレングリコール系非イオン性界面活−性剤は
、次の一般式で表わされるものである。

Ｒ、Ｒ４はＨ又はＣｎＨ２ｏ＋１ Ｒ，Ｒ３はＨ又はＣＨ３ ｘ、ｘ２はＨ又は（０２Ｈ４０）。Ｈ ｎは１以上の整数 この活性剤の配合量が０，１％未満では、混入鉄粉の悪
影響を完全に抑えることはできず、１０％を越えてもそ
の効果が飽和するのでそれ以上加える必要はない。

本発明の鋼板用冷間圧延油は、基油に前記に特定された
非イオン性界面活性剤を含むことが必須要件とするちの
であるが、これ以外に各種油性向上剤、極圧添加剤等の
通常使用される添加剤の配合を拒むものではなく、又必
要に応じてその他の界面活性剤の添加も拒むものではな
い。

（作　用） 前述のごとく、圧延油の乳化分散状態の経時安定性に影
響を及ぼすのは、分散潤滑油粒子の合一と鉄粉混入の２
つの要因が大である。

一般に分散粒子の表面の保護作用が強ければ、間合−性
が優れることが知られている。又圧延時に発生した鉄粉
は、表面が親油性であり潤滑油粒子となじみやすく、潤
滑油粒子の表面の保護作用を破壊してしまい潤滑油粒子
を合一し鉄粉を含んだ大粒子のものを生成してしまうの
である。従って、圧延油の乳化分散状態の経時安定性を
高めるには、油粒子の表面の保護作用を強くし間合−性
を向上さけることと、発生鉄粉の影響を受は難くするこ
とにある。

間合−性を向上するには、油粒子の表面の保設幌を厚く
することが有効であるが、又同時にその効果を経時的に
安定にするには油粒子界面にその保護膜が安定して存在
する必要がある。本発明に使用した分子量が２０００〜
１５０００でかつ）−ＩＬ８１ｉ１１ｉが５〜９の非イ
オン性界面活性剤は、従来使用されていた非イオン性界
面活性剤よりも高分子であるが故に、油粒子の表面の保
護膜を厚くすることができ、このために油粒子の合一と
油粒子への鉄粉の吸着を阻止できるのである。この非イ
オン性Ｗ部活性剤のＩ−Ｉ　Ｌ　Ｂ価が５〜９が有効で
あるのは、ＨＬＢ価が５未満では油溶性が強く又９を越
えると水溶性が強くなるため、界面に安定して存在でき
ず、油粒子の表面に安定した保護膜が得られないからで
ある。次にプレートアウト性を向上する作用については
、１−１１８価が５〜９にある高分子非イオン性界面活
性剤は、Ｗ１０エマルジョンを作りやすく、湯水中分散
ではＷ１０／Ｗエマルジョンとなっておりこのためプレ
ートアウト性が向上するものと考えられる。このように
分子量が２０００〜１５０００でかつＨＬＢ価が５〜９
の非イオン性界面活性剤を圧延油に配合すると、優れた
耐合−性とプレートアウト性を持つクーラント液となす
ことができるのである。しかしながらこの高分子非イオ
ン性界面活性剤のみの配合では、クーラント液の攪拌が
弱いと、圧延油エマルジョンの形態がＷ１０／Ｗエマル
ジョンからＷ１０エマルジョンに移行する傾向があり、
安定したＷ１０エマルジョンがクーラント液に浮上する
ようになるので好ましくない。

この生成されたＷ１０エマルジョンは、クーラント液に
分散が困難であるので、クーラント液中の油粒子径の分
布は変わらないが圧延油の濃度低下を招く。その対応手
段として圧延油にさらにＨＬＢ価が１２〜１６の非イオ
ン性界面活性剤を配合すると、Ｗ１０エマルジョンの生
成を抑止し、安定したエマルジョン形態を得ることがで
きる。

次にアセチレングリコール系非イオン性界面活性剤は、
分子内中央に三重結合を持ち、それに隣接する部分にＯ
Ｈ基を持つため、三重結合部が強い極性を示す。この極
性によって発生鉄粉の表面に吸着し鉄粉表面を親水化す
る。この効果によって混入鉄粉の悪影響を完全に抑制す
ることができるのである。

〔実施例〕

次に比較例と共に実施例を示し、本発明の効果を明らか
にする。

〈供試界面活性剤〉 Ａ・・・分子量２０００〜１５０００　、ＨＬ　８価５
〜９のものく但し範囲外のものも挙げる） Ｂ・・・ＨＬＢｆ曲１２〜１６のもの（但し１２未満の
ものも挙げる） Ｃ・・・アセチレングリコール系のものＤ・・・低分子
非イオン性のもの Ｅ・・・水溶性非イオン性高分子化合物のものＡ−１プ
ルロニック１６１　１−ＩＬＢ、価５．６Ｍ　Ｗ　２０
００ Ａ−２プルロニックＬ１２１）−１１８価５．ＯＭ　Ｗ
　４５００ Ａ−３ハイパーマーＡ６０　８ＬＢ価６．ＯＭ　Ｗ　１
５０００ Ａ−４ハイパーマー［３２６１’ＨＬＢ価８．ＯＭ　Ｗ
　５０００ Ａ−５ハイパーマー８２４ＧＨＬＢ価５．５Ｍ　Ｗ　５
０００ Ａ−６プルロニックＬ３１　　ＨＬＢ価７，１Ｍ　Ｗ　
１１００ Ａ　−７プルロニック１１０１ＨＬＢ価４．５Ｗ３８０
０ Ａ−８ハイパ−マーＡ４０９８ＬＢ価１０．０Ｍ　Ｗ９
０００ （プルロニックは旭電化工業株式会社製のポリアルコー
ルタイプのもの、ハイパーマーはＩＣ１社製のエステル
タイプのものである。）Ｂ−１ポリオキシエチレン（２
０モル）ソルビタンモノオレエート　　ＨＬＢ価１５．
０Ｂ−２ポリオキシエチレン（９モル）ノニルフェニル
エーテル　　　ＨＬＢ価１３，０Ｂ−３ポリオキシエチ
レン（３０モル）ステアレート　　　　　　　　ＨＬＢ
価１６．０Ｂ−４ポリオキシエチレン（４０モル）ソル
ビトールテトラエステル　ＦＩＬＳ価１２．５Ｂ−５ポ
リオキシエチレン（２０モル）ソルビタントリオレエー
ト　　ＨＬＢ価１１．。

Ｃ−１２，４，７，，９−テトラメチル−デシン−４，
７−ジオール Ｃ−２上記物質にエチレンオキサイド４モル付加したも
の Ｃ−３３，６−シメチルー４−オクチン−３，６−ジオ
ール Ｃ−４上記物質にエチレンオキサイド７モル付加したも
の Ｄ　　ポリオキシエチレン（６モル）ノニルフェニルエ
ーテル　　　ＨＬＢ価１０．８Ｅ　　　ＮＮジメチルア
ミノポリメタクリレ−１’−（ＭＷＩＯ万）の酢酸塩 〈供試圧延油〉 各性能の比較が容易のように、牛脂にステアリン酸を３
％添加したものに各種界面活性剤を添加し試験に供した
。

（発明１の実施例） 実施例１　　Ａ−１（１％）、８−１　（１％）実施例
２　　Ａ−２（２％）、８−２（３％）実施例３　　Ａ
　−３（０，３％＞、Ｂ−３（２％）実施例４　　Ａ−
４（５％）、Ｂ−４（０，２％）（発明２の実施例） 実施例５　　Ａ−５（１％＞、Ｂ−１（４％）。

Ｃ−３（１％） 実施例６　　Ａ−３（１％＞、Ｂ−２＜１％）。

Ｃ−１（５％） 実施例７　　Ａ−４（３％＞、Ｂ−４（１％）。

Ｃ−４（０，１％） 実施例８　　Ａ−２（２％）、Ｂ−２（３％）。

Ｃ−２（９％） （比較例〉 比較例Ｉ　　Ａ−３（０，１％）、Ｂ−３（２％）比較
例２　　Ａ−６（２％）、Ｂ−４（３％）比較例３　　
Ａ−７（２％）、Ｂ−４（３％）比較例４　　Ａ−８（
３％）、Ｂ−２（２％）比較例５　　Ａ−７（３％）、
Ｂ−３（４％）。

Ｃ−２（０，０５％） 比較例６　　Ａ−４（３％）、Ｂ−１（０，１％）。

Ｃ−４（１％） 比較例７　　Ａ−４（３％）、Ｂ−５＜１％）。

Ｃ−３（２％） 比較例８　Ｄ（３％） 比較例９　Ｅ（２％） 比較例１０　　市販牛脂系圧延油 （酸価５．８．けん化価１９６） 〈性能試験〉 １　乳化分散安定性 １）経時安定性 図のようなポンプ循環試験機を用いて、乳化分散性の試
験を行った。この方法は、クーラント液タンク容量と循
環量の比率及び攪拌方法を実機にシュミレートさけたち
のである。

条　　件；クーラント液　濃度３％、温度６０℃、容Ｑ
　３０．ｆｌイオン交換水を使用 循環ω　　　　４ｆ／ｍｉ口 試験方法；新油にて３時間攪拌後、現場から採取した発
生鉄粉を１１０００ｐｐ添加しさらに３時間攪拌しスプ
レー液の分散 油粒子の平均粒径の経時変化をコー ルタ−カウンター（ＴＡ　−Ｉ型）に て調査した。又前記試験後攪拌機 （図１の３）のみを停止し３時間循 環して浮上油を発生させ、その後再 度攪拌器を動かし１時間循環後のス プレー液の１度を測定した。

２）使用水質の影響 Ａ；イオン交換水 Ｂ；イオン交換水をＮａＯＨでｐＨ８に調整したもの Ｃ；硬度水（全硬度１５０ｐｐｍ　） 上記水を分散水として、前試験同様の条件で新曲でポン
プ循環試験を１時間行い平均粒径を確認した。

（以下余白） ２、プレートアウト性 各試験圧延油エマルジョンを鋼板にスプレーし、プレー
トアウト性を評価した。

条　　件 エマルジョン　濃度３％、温度６０℃ スプレー流吊６Ｏ０ｃｃ／ｍｉｎ スプレ一時間　０．５　　秒 鋼板温度１００　　℃ 評　　価 潤滑油の付着量を重量法にて測定した。

（以下余白） ３、圧延試験 各試験圧延油エマルジョンを用いて、圧延試験を行い潤
滑性の調査をした。

条　　件 エマルジョン　濃度３％、温度６０℃ 圧延ロール　５３０　　ｓφ 圧延スピード　１８００ｍｐｍ 圧　　　延　　　板　　５ｐｃｃｓ材２　Ｘ　２０Ｘ　
８５０　　＃圧　　　下　　　率　　２５％ 評　　価 単位幅当りの圧延荷重にて評価した。

（以下余白） 試験結果のごとく、本発明の鋼板用冷間圧延油は乳化分
散安定性が優れ、かつプレートアウト性が優れることか
ら潤滑性が優れる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の鋼板用冷間圧延油は、そ
れに配合された特定非イオン性界面活性剤の効果により
、優れた乳化分散安定性と優れたプレートアウト性を有
するので、冷間圧延において潤滑性の向上及び作業安定
性をもたらすことによって作業効率の向上を可能にする
という優れた効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧延油の乳化分散性を評価するポンプ循環試
験機である。 １・・・ポンプ、２・・・ヒータ、３・・・撹拌機、４
・・・ノズル、５・・・クーラント液タンク、６・・・
クーラント液。　− 〔 ０発　明　者　冠　城　　　孝　二　東京都中央区１グ
株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）動植物油、鉱物油および合成エステルから選ばれ
   る１種または２種以上の混合物を基油とし、分子量が２
   ０００〜１５０００であってＨＬＢ価が５〜９である非
   イオン性界面活性剤を ０．２〜５重量％及びＨＬＢ価が１２〜１６である非イ
   オン性界面活性剤を０．２〜５重量％を含有したことを
   特徴とする鋼板用冷間圧延油。 （２）動植物油、鉱物油および合成エステルから選ばれ
   る１種または２種以上の混合物を基油とし、分子量が２
   ０００〜１５０００であってＨＬＢ価が５〜９である非
   イオン性界面活性剤を ０．２〜５重量％、ＨＬＢ価が１２〜１６である非イオ
   ン性界面活性剤を０．５〜５重量％およびアセチレング
   リコール系非イオン性界面活性剤を０．１〜１０重量％
   含有したことを特徴とする鋼板用冷間圧延油。