JPH0369399B2

JPH0369399B2 -

Info

Publication number: JPH0369399B2
Application number: JP3534785A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ookita; Kazuo Watanabe; Hide Uchida; Hideo Takenaka
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1991-10-31
Also published as: JPS61195195A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、鉄の圧延、鍛造あるいは引抜き、
アルミニウムや銅の押出し、タングステンやモリ
ブデンの引抜き等の各種の金属や合金の熱間加
工、特にシームレス鋼管の熱間圧延等に好適な高
温用潤滑剤組成物に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の潤滑剤組成物としては、鉱油や
重油、潤滑油、グリース又はこれらに黒鉛粉末や
二硫化モリブデン等の固体潤滑剤等を混合したも
の、あるいは、アルカリ金属硫酸塩、ホウ酸塩、
塩化カリウム、ナトリウムトリアセテート、黒鉛
粉末及び必要に応じて添加される助剤とからなる
微粉末混合物を水性分散液としたもの等が知られ
ている。

しかしながら、前者の潤滑剤組成物には、熱的
に不安定であつて使用の際に油の分解が起こり、
工具や加工物に悪影響を与えるほか、油や油の分
解物が作業環境を著しく汚染するという問題があ
り、また、後者の潤滑剤組成物には、前者の如き
問題は少ないが、特にシームレス鋼管の製造等に
おいて満足し得る性能を発揮し得ないという問題
があつた。

そこで、本発明者等は、かかる従来の潤滑剤組
成物における問題点を解決し得るものとして、先
に、黒鉛粉末とグリコール類とを主体とした高温
用潤滑剤組成物（特開昭58−47096号公報）等を
提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先に本発明者等が提案した高温用潤滑剤組成物
は、作業環境を汚染することがなく、また、高温
において優れた潤滑性能を発揮する、という点で
一応の成果を達成したが、使用時における作業性
が悪く、特にシームレス鋼管を製造した際におけ
る製品鋼管の品質の点で問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもの
で、黒鉛粉末と多価アルコール類とを主体とする
ことにより潤滑性能を維持すると共に、水溶性又
は水分散性脂肪酸誘導体を併用することにより、
作業性及び塗膜の均一性が大幅に向上し、また、
圧延時において優れた燃焼特性を有し、特にシー
ムレス鋼管を製造した際における製品鋼管の品
質、例えば内面性状の極めて良好な鋼管を製造す
ることができる高温用潤滑剤組成物を提供するも
のである。

すなわち、本発明は、黒鉛粉末100重量部と、
多価アルコール類２〜40重量部と、脂肪酸石鹸、
脂肪酸硫酸エステル塩及びポリオキシエチレン系
脂肪酸エステルから選ばれた１種又は２種以上の
水溶性又は水分散性脂肪酸誘導体１〜30重量部と
を含有する高温用潤滑剤組成物である。

本発明において使用される黒鉛粉末は、それが
天然品であつてもよく、また、合成品であつても
よい。この黒鉛粉末としては、少なくとも75％以
上の純度のもので、平均粒径100μ以下、好まし
くは0.3〜30μのものが使用される。

また、本発明で使用される多価アルコール類と
しては、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、トリメチレングリコール、α−ブチレング
リコール、β−ブチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘ
キサメチレングリコール、ピナコール等のアルキ
レングリコールや、ジエチレングリコール、トリ
エチルグリコール等のポリグリコールや、ポリエ
チレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポ
リプロピレングリコール等のアルキレングリコー
ルの重合体又は共重合体であるポリアルキレング
リコール等のグリコール類を挙げることができ、
また、３−メチルペンタン−１，３，５−トリオ
ール等の３価アルコール類や、ペンタエリスリト
ール等の４価アルコール類等を挙げることがで
き、好ましくは良好な結果を与える前者のグリコ
ール類である。これらの多価アルコール類は、そ
れを単独で使用してもよく、また、２種以上を組
合せた混合物として使用してもよい。

また、本発明で使用される水溶性又は水分散性
脂肪酸誘導体としては、脂肪酸石鹸や、脂肪酸エ
チレングリコリド硫酸エステル塩、脂肪酸モノグ
リセリド硫酸エステル塩、脂肪酸多価アルコール
硫酸エステル塩、硫酸化油（ロート油）、高度硫
酸化油、脂肪酸アルキル硫酸エステル塩、脂肪酸
アミド硫酸エステル塩、脂肪酸アニリド硫酸エス
テル塩、脂肪酸モノアルカノールアミド硫酸エス
テル塩等の脂肪酸硫酸エステル塩や、ポリオキシ
エチレン化ヒマシ油、ポリオキシエチレンモノ脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンジ脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンプロピレングリコール
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン
モノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビ
タンジ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレントリ
脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン系脂肪酸
エステルを挙げることができる。上記各脂肪酸誘
導体は、単独で使用してもよく、また、２種以上
を組合せた混合物として使用してもよい。

本発明において、上記各成分の配合割合は、黒
鉛粉末100重量部に対して、多価アルコール類が
２〜40重量部、好ましくは５〜30重量部であり、
また、水溶性又は水分散性脂肪酸誘導体が１〜30
重量部、好ましくは１〜20重量部である。黒鉛粉
末100重量部に対する多価アルコール類の使用量
が２重量部より少ないと潤滑性能に劣り、また、
40重量部より多いと発煙が認められる。また、黒
鉛粉末100重量部に対する水溶性又は水分散性脂
肪酸誘導体の使用量が１重量部より少ないと塗布
性に劣り、また、塗膜が不均一であり、反対に、
30重量部より多いと塗膜強度が弱く、発煙が認め
られる。

本発明の高温用潤滑剤組成物は、水中に分散さ
せて潤滑剤水分散液として使用する場合が多く、
使用時の固形分濃度については、通常５〜40重量
％、好ましくは10〜35重量％の範囲内に調製す
る。この固形分濃度は、一旦高濃度、例えば30〜
50重量％に調製しておき、使用時に使用目的に応
じた最適固形分濃度、例えば５〜40重量％に薄め
るようにしてもよい。この固形分濃度は、薄くな
り過ぎると乾燥時間が長くなつたり、形成される
塗膜の膜厚が薄くなつて良好な潤滑性能を得るこ
とができなくなり、反対に、濃くなり過ぎると塗
布し難くなる。

このようにして調製された潤滑剤水分散液は、
この潤滑剤水分散液を熱間加工すべき金属の表面
や、マンドレル、ダイス、ロール等の工具の表面
に通常の方法で塗布し、これを乾燥させて上記金
属や工具の表面に塗膜を形成させ、次いで熱間加
工を行うことにより使用される。

また、本発明の高温用潤滑剤組成物において
は、その潤滑剤組成物中に予め、あるいは、潤滑
剤水分散液を調製する際に、塗膜の形成性や耐水
性及びその強度を更に向上させる目的やその他の
目的で、第三成分を添加することができる。

前者の目的、すなわち、塗膜の形成性や耐水性
及びその強度を更に向上させるために使用し得る
第三成分としてはビニル系重合体又は共重合体を
挙げることができ、具体的には、アクリル樹脂、
酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン
等の各種樹脂エマルジヨンや、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共
重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合
体、ポリアクリル酸、スチレン−無水マレイン酸
共重合体等の各種の水溶性又は水分散性合成高分
子等がある。これらのビニル系重合体又は共重合
体は、単独で使用してもよく、また、２種以上を
組合せた混合物として使用してもよい。このビニ
ル系重合体又は共重合体を使用する場合における
その使用量は、黒鉛粉末100重量部に対し５〜40
重量部、好ましけは５〜30重量部である。

なお、黒鉛粉末とその他の有機化合物及び樹脂
成分との配合割合は、黒鉛粉末100重量部に対し
て後者の10〜70重量部、好ましくは10〜50重量部
である。その他の有機化合物及び樹脂成分の配合
割合が少ないと塗布性及び塗膜形成性に劣り、ま
た、多いと発煙が多くなる。

また、その他の第三成分としては、例えば、ア
ルカリやアンモニア等のPH調整剤、被膜安定剤、
酸化防止剤、界面活性剤、増粘剤、消泡剤、錆止
め剤、乳化剤、極圧剤、腐食防止剤等の従来公知
の添加剤を挙げることができる。これらの添加剤
は必要に応じて添加され、潤滑剤組成物あるいは
潤滑剤水分散液に対して各添加剤が有するそれぞ
れの特徴を付与することができる。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を
具体的に説明する。

実施例１平均粒径1μの土状黒鉛（純度88％）77重量％、
ポリプロピレングリコール11.5重量％及びロート
油11.5重量％を均一に混合して潤滑剤組成物を調
製した。

この潤滑剤組成物を黒鉛濃度が20重量％となる
ように、水に分散させて潤滑剤水分散液を調製
し、この潤滑剤水分散液を100℃に加熱した試験
片（材質：SKD−61）上にスプレー塗布し、試
験片の表面に膜厚30μの潤滑塗膜を形成した。

上記試験片を摩擦摩耗試験機に固定し、この試
験片に19.5Kgｆ／mm²の潤滑面圧力（摺動面圧力）
で圧接しながら回転する被圧延回転試験片温度を
1000℃に加熱し、両試験片の相対摺動速度1.5
ｍ／sec.の条件下における圧延開始３秒間の平均
摩擦係数を求めた。得られた摩擦係数の値は0.04
であつて良好であつた。

次に、この実施例に係る潤滑剤水分散液を使用
し、３スタンドモデル連続ミルによる圧延を行
い、潤滑性能を表わすスラスト係数を求め、ま
た、圧延後の鋼管内面性状を観察した。得られた
スラスト係数の値は0.025であり、鋼管内面性状
は第１図の写真（注；写真の中で白く写つている
部分は撮影用ライトの反射である。以下他の写真
についても同様である。）に示すように良好であ
つた。

実施例２黒鉛粉末として平均粒径6μの人造黒鉛（純度
99.9％）を使用した以外は上記実施例１と同様に
して潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様にし
てその性能試験を行つた。得られた摩擦係数の値
は0.04であり良好であつた。

実施例３黒鉛粉末として平均粒径6μの天然鱗状黒鉛
（純度98％）を使用した以外は上記実施例１と同
様にして潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様
にしてその性能試験を行つた。得られた摩擦係数
の値は0.04であり良好であつた。

実施例４ロート油に代えてオレイン酸ナトリウムを使用
した以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤組成
物を調製し、実施例１と同様にしてその性能試験
を行つた。得られた摩擦係数の値は0.04であつて
良好であり、また、鋼管内面性状も良好であつ
た。

実施例５ポリプロピレングリコールに代えてトリプロピ
レングリコールを使用した以外は上記実施例１と
同様にして潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同
様にしてその性能試験を行つた。得られた摩擦係
数の値は0.04であり良好であつた。

実施例６ポリプロピレングリコールの配合割合を19.2重
量％とし、また、ロート油の配合割合を3.8重量
％とした以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤
組成物を調製し、実施例１と同様にしてその性能
試験を行つた。得られた摩擦係数の値は0.04であ
つて良好であり、また、鋼管内面性状も良好であ
つた。

実施例７ポリプロピレングリコールに代えてポリエチレ
ングリコールを使用し、また、ロート油に代えて
ポリオキシエチレン化ヒマシ油を使用した以外は
上記実施例１と同様にして潤滑剤組成物を調製
し、実施例１と同様にしての性能試験を行つた。
得られた摩擦係数の値は0.04であつて良好であ
り、また、鋼管内面性状も良好であつた。

実施例８分散剤としてカルボキシメチルセルロース1.9
重量％を添加した以外は上記実施例１と同様にし
て潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様にして
その性能試験を行つた。得られた摩擦係数の値は
0.04であり、スラスト係数の値は0.026であつて
共に良好であつた、また、鋼管内面性状も第２図
の写真に示すように良好であつた。

実施例９ポリプロピレングリコールに代えてペンタエリ
スリトールを使用した以外は上記実施例８と同様
にして潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様に
してその性能試験を行つた。得られた摩擦係数の
値は0.04であり、スラスト係数の値は0.029であ
つて共に良好であつた。また、鋼管内面性状も良
好であつた。

実施例 10 上記土状黒鉛78.4重量％、ポリエチレングリコ
ール11.8重量％、ポリオキシエチレン化ヒマシ油
４重量％、第三成分としてアクリル樹脂４重量％
及び分散剤としてヒドロキシプロピルセルロース
1.8重量％を均一に混合して潤滑剤組成物を調製
した。この潤滑剤組成物について、実施例１と同
様にしてその性能試験を行つた。得られた摩擦係
数の値は0.04であり、スラスト係数の値は0.028
であつて共に良好であつた。また、鋼管内面性状
も第３図の写真に示すように良好であつた。

実施例 11 上記土状黒鉛74.1重量％、ポリプロピレングリ
コール11.1重量％、ロート油3.7重量％、第三成
分としてアクリル樹脂とスチレン−無水マレイン
酸共重合樹脂の混合物11.1重量％を均一に混合し
て潤滑剤組成物を調製した。この潤滑剤組成物に
ついて、実施例１と同様にしてその性能試験を行
つた。得られた摩擦係数の値は0.04であり、スラ
スト係数の値は0.026であつて共に良好であつた。
また、鋼管内面性状も良好であり、塗膜強度や塗
膜の耐水性も良好であつた。

実施例 12 上記土状黒鉛77重量％、ポリエチレンオキサイ
ド7.7重量％、ポリオキシエチレン化ヒマシ油3.8
重量％、第三成分としてアクリル樹脂とエチレン
−酢酸ビニル共重合樹脂の混合物11.5重量％を均
一に混合して潤滑剤組成物を調製した。この潤滑
剤組成物について、実施例１と同様にしてその性
能試験を行つた。得られた摩擦係数の値は0.04で
あり、スラスト係数の値は0.021であつて共に良
好であつた。また、鋼管内面性状も良好であり、
塗膜強度や塗膜の耐水性も良好であつた。

比較例１上記土状黒鉛77重量％とポリエチレングリコー
ル23重量％とを均一に混合し潤滑剤組成物を調製
し、上記実施例１と同様にしてその性能試験を行
つた。得られた摩擦係数の値は0.04であつたが、
潤滑剤水分散液の塗布が困難でその作業性が悪か
つた。また、鋼管内面性状については第４図の写
真に示すように不十分であつた。

比較例２ポリエチレングリコールに代えてポリオキシエ
チレン化ヒマシ油を使用し、比較例１と同様にし
てその性能試験を行つた。得られた摩擦係数の値
は0.05と高く、また、塗膜強度は弱かつた。ま
た、鋼管内面性状については第５図の写真に示す
ように不十分であつた。

比較例３ポリエチレングリコールに代えてエチレン−酢
酸ビニル共重合樹脂を使用し、比較例１と同様に
してその性能試験を行つた。得られた摩擦係数の
値は0.06であり、スラスト係数の値は0.035と高
い値を示し、また、第６図の写真に示すように鋼
管内面性状が不良であつた。

比較例４上記土状黒鉛80重量％とアクリル樹脂20重量％
とを均一に混合し潤滑剤組成物を調製し、上記実
施例１と同様にしてその性能試験を行つた。得ら
れた摩擦係数の値は0.05であり、スラスト係数の
値は0.035と高い値を示し、また、鋼管内面性状
も不良であつた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多価アルコール類に加えて水
溶性又は水分散性脂肪酸誘導体を併用することに
より、熱間加工に付される金属又は工具の表面に
形成される塗膜の潤滑性能を向上させることがで
きる。そのうえ、作業性に優れ、しかも、熱間加
工時における発煙や臭気の発生が少なく、製品表
面の品質、特にシームレス鋼管を製造した際にお
ける製品鋼管（例えば鋼管内面）の品質向上を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る実施例１、８及び10
の高温用潤滑剤組成物を使用してモデル連続ミル
により圧延して得られた鋼管の内面性状を観察す
るために撮影された金属表面組織の顕微鏡写真、
第４〜６図は比較例１〜３の潤滑剤組成物を使用
した場合を示す上記各実施例と同様の顕微鏡写真
である。

Claims

【特許請求の範囲】１黒鉛粉末100重量部と、多価アルコール類２
〜40重量部と、脂肪酸石鹸、脂肪酸硫酸エステル
塩及びポリオキシエチレン系脂肪酸エステルから
選ばれた１種又は２種以上の水溶性又は水分散性
脂肪酸誘導体１〜30重量部とを含有することを特
徴とする高温用潤滑剤組成物。２第三成分として水溶性又は水分散性のビニル
系重合体又は共重合体を含有する特許請求の範囲
第１項記載の高温用潤滑剤組成物。