JPH04117494A - 圧延油用添加剤および圧延油 - 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、圧延油用添加剤およびこの添加剤を含む圧延
油に関する。

従来の技術 ステンレス鋼は鉄鋼類に比べ硬く圧延に高圧を必要とす
るためロール表面に傷がつき易く、また焼付を生じ易い
。特に最近、圧延用ワークロールに耐摩耗性のよいクロ
ム・リッチのハイクロム鋼が採用され初め、これを用い
てステンレス鋼を圧延すると焼付が益々発生し易くなる
と云う問題が生じて来た。

この問題を解決する一つの方策は圧延油を用いて圧延鋼
板（ストリップ）とワークロール間の潤滑性を向上させ
ることであるが、潤滑性向上のため油膜を厚くすると、
結果として仕上り品の表面荒れを生ずることとなる。

別の方策は、極圧添加剤の使用である。ステンレス鋼に
有効な極圧添加剤としては従来知られている代表的成分
は沃素等のハロゲン化物であるが、その効果は満足すべ
きものでなく、ステンレス鋼の圧延時における焼付防止
には十分でない。

発明が解決しようとする課題 ステンレス鋼等の圧延に際し、その焼付を防止するため
の技術を提供する。

課題を解決するための手段 本発明は有機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩を有
効成分とする圧延油用添加剤に関する。

本発明に用いられる圧延油用添加剤は有機酸性りん酸エ
ステルの芳香族アミン塩を必須成分とする。

有機酸性りん酸エステルは、水酸基含有有機化合物とり
ん酸とのエステルであって、水酸基含有有機化合物とし
ては、脂肪族アルコール、脂環式アルコール、脂肪香族
アルコール、芳香族ヒドロキン化合物、多価アルコール
、ポリエーテルヒドロキシ化合物、ポリエステルヒドロ
キン化合物等である。これらの水酸基金を有機化合物は
、りん酸基がステンレス等金属表面に化学吸着した後、
その表面に有機の分子膜を形成し、それ自体油膜として
作用するか、あるいは同時に用いられる他の潤滑成分に
対し親和性の基として作用し油膜を形成し易くするもの
と考えられる。従ってその点では比較的長鎖の炭化水素
基を有するものが好ましいが、長鎖炭化水素を多く用い
ると、りん酸基の含量が少なくなり、その活性が低下す
る。従って炭素数としては１〜３０程度、特に１〜１２
のものが好ましい。

［族アルコールとしては、炭素数１〜３０の側鎖を有し
ていてもよい飽和または不飽和のアルコールまたはその
水素の一部が沃素やフッ素等のハロゲンによって置換さ
れた形の脂肪族アルコルが例示される。好ましくは炭素
数１〜１２の脂肪族アルコールである。混合アルコール
を用いてよいことは当然である。不飽和アルコールを用
いると粘度を下げることができ、側鎖を有するアルコー
ル、例えば２−エチルヘキサノールを用いると油膜の拡
展性が向上する。

脂環式アルコールとしてはシクロヘキサノール、シクロ
ペンタソール等、脂肪香族アルコールとしテハ、ベンジ
ルアルコール等が例示される。

芳香族ヒドロキシ化合物としてはフェノール、ｔ−ブチ
ルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール
、クレゾール等が例示される。

多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ト
リメチロールプロパン、ンルビタン等、ポリエーテルヒ
ドロキシ化合物としては、ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等、ポリエ
ステルヒドロキシ化合物としてはひまし油、硬化ひまし
油等が例示される。従って、圧延油剤として、ひまし油
等の水酸基含有化合物を用いるときはその一部をりん酸
化してもよい。

特に好ましいりん酸エステル残基（水酸基含有化合物）
は分子量１５〜４２１、特に１５〜１６７の脂肪族、脂
環族残基、あるいはポリエステルヒドロキシ化合物残基
である。

りん酸の３つのＯＨ基の少なくとも１つは上記水酸基含
有化合物とエステルを形成しており、残りの少なくとも
一つは、芳香族アミンと塩を構成する。他の１つのＯＨ
はエステルであっても芳香族アミンとの塩であってもよ
く、あるいは遊離のＯＨ基であってもあるいはまた芳香
族アミン以外のアルカリとの塩であってもよい。有機酸
性りん酸エステルは水溶性であっても非水溶性であって
もよい。エステル残基は有機酸性りん酸エステル１分子
当り１〜２個有しているのが好ましく、中和度は残留Ｏ
Ｈ基の４０％以上、特に５０〜７０％が中和され、特に
その全てが芳香族アミンで中和されているのが好ましい
。

芳香族アミンとしては、少なくとも芳香族基を１つ有す
るアミンであればよいが、好ましくけ芳香族基を２個以
上有するアミン、例えば−紋穴：Ａｒ−ＮＲ−Ａｒ ［式中、ＡｒおよびＡｒ　はそれぞれ独立して置換基を
有していてもよい芳香族基、Ｒは水素またはアルキル基
を示す］で表される化合物であって、好ましいＡｒおよ
びＡｒ　は少なくとも一方が置換基を有していてもよい
フェニル基、他方が置換基を有していてもよいフェニル
基またはナフチル基である。置換基としては、炭素数１
−１８の側鎖を有していてもよい飽和または不飽和のア
ルキル基、アルケニル基、アラルキル基、シクロアルキ
ル基、芳香族基等の炭化水素基、特に炭素数ｌ〜１２の
アルキル基が好ましい。また置換基は１個のＡｒに０〜
４個有していてもよい。特に０〜２個の置換基を有する
場合、好結果が得られる。

Ａｒがナフチル基の場合、Ｎは、σ位に結合していても
β位に結合していてもよい。特に好ましいＡｒはフェニ
ル基、ナフチル基、２−アルキルフェニル基、４−アル
キルフェニル基、２．４−ジアルキルフェニル基である
。

Ｒは水素または、炭素数１〜１８の側鎖を有していても
よい飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基である。特にＲ
が水素または低級アルキル基において好結果が得られる
。

本発明にとって好ましい典型的な芳香族アミン類の例は
ジフェニルアミン、４−オクチルジフェニルアミン、４
−ノニルジフェニルアミン４′−ジオクチルジフェニル
アミン、４．４’−ジノニルジフェニルアミン、２．２
’，４．４　　−テトラブチルジフェニルアミン、２．
２’−ジブチル−４　４−ジオクチルジフェニルアミン
、２，２ジメチル−４　４　−ジオクチルジフェニルア
ミン、２、２　−ジエチル−４，４　−ジオクチルジフ
ェニルアミン等が例示される。特に好ましい芳香族アミ
ンは、４−オクチルジフェニルアミン、４−ノニルジフ
ェニルアミン、４，４　−ジオクチルジフェニルアミン
、４．４’−ジノニルジフェニルアミン等である。

芳香族アミンは酸性りん酸エステルに対し過剰量用いて
もよい。

本発明圧延用添加剤は圧延油１００重量部に対し、０．
２〜５重量部、より好ましくは０．５〜３重量部用いる
。有機酸性りん酸エステルと芳香族アミンは予め両者を
反応させておいてもよく別々に圧延油中に混合しておい
てもよい。あるいは、使用時同時にあるいは別々に圧延
油に混入されるような方法で使用してもよい。もちろん
潤滑油成分を全く使用せず、単に冷却水や防錆剤水溶液
を用いて圧延する場合には、本発明添加剤を水に溶解ま
たは分散させて用いてもよい。

本発明圧延油用添加剤の典型的使用法は、熱間圧延油ま
たは冷間圧延油中に添加して用いる方法である。

使用し得る圧延油は従来公知の潤滑成分を含む圧延油で
あってよく、潤滑成分としては例えば、脂肪酸と多価ア
ルコールとのエステノ呟例えば、天然の動植物油、具体
的にはラード、ヘッド、大豆油、ひまし油、なたね油、
パーム油、等；多価アルコール、例えばエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセ
リン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール
、ジペンタエリスリトール、ソルビタン等と脂肪酸、例
えはラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステア
リン酸、オレイン酸、リノール酸、エルカ酸、リシノー
ル酸、ヒドロキシステアリン酸等とのエステル；ひまし
油または硬化ひまし油の高級脂肪酸とのエステル、もし
くは多価カルボン酸とのポリエステル、高級脂肪酸と高
級脂肪族アルコールとのエステル、リシノール酸のポリ
エステル、高級脂肪族アルコール、例えばラウリルアル
コール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オ
レイルアルコール、各１合成フルコール、側鎖を有する
アルコール等と多価カルボン酸、例えばマレイン酸、フ
マル酸、こはく酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、ヘキサントリカルボン酸、トリメリド酸、フター
ル酸等とのエステルが例示される。

さらに別の潤滑成分としては鉱物油、ａ−オレフィン、
ポリブテン等が例示される。

特に好ましい潤滑成分は、高級脂肪酸と多価アルコール
とのエステルであって、分子量８００以上、より好まし
くは１０００〜３０００のエステルである。分子量が８
００より小さいと油膜強度が小さく焼付を生じ易くなる
。また分子量が大きすぎると油膜が厚くなり油膜粘度が
高くなって表面荒れの原因となる。

本発明りん酸エステルの芳香族アミン塩と併用するに際
して特に好ましい潤滑成分は、ＯＨ基を有する炭素の隣
接炭素原子に水素原子を有さないトリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等のヒンダードアルコールと
高級脂肪酸とのエステルである。これらのエステルは一
般にヒンダードエステルと呼ばれているが、これらのエ
ステルは単に耐熱性に優れているのみならず、りん酸エ
ステルの芳香族アミンと併用すると高い極圧に対しても
油膜の粘度上昇が少なく、油膜破壊を生じないため、ロ
ール／ストリップ間の金属接触を避けることができる。

その結果鋼板の焼付を薄い油膜で防止でき、かつ油膜を
薄くできるため仕上品の表面粗れをなくすことができる
。

ヒンダードアルコールとエステル化する上で好適な高級
脂肪酸は前述のごとき脂肪酸のいずれであってもよいが
、部分的にまたは全部にり７ノール酸または硬化リンノ
ール酸を用い、リシノール酸の残存水酸基の一部または
全てを他の脂肪酸、例えば酢酸、オクチル酸、ラウリン
酸、ステアリン酸、リシノール酸、オレイン酸等のモノ
カルボン酸、フマール酸、フタール酸、マレイン酸、ア
ジピン酸等のジカルボン酸等で更にエステル化して分子
量を大きくしたものであってもよい。また天然の動植物
油にヒンダードアルコールと高級脂肪酸とを混合し、エ
ステル交換したものであってもよい。

潤滑成分はこれを単独で用いてもよく複数種混合して用
いてもよい。通常は種々の特性を満足させるため複数種
配合して用いる。

本発明圧延油は潤滑成分を有機酸性りん酸の芳香族アミ
ン塩に加えて、圧延油に通常配合される他の添加剤、例
えば防錆剤、極圧添加剤、乳化分散剤、油性向上剤、酸
化防止剤等を適宜配合してよい。潤滑成分に対する有機
酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩（芳香族アミン塩
を過剰量用いたときはその過剰分を含めて）の配合量は
前者１００重量部に対し、後者０．２〜５重量部、より
好ましくは０．５〜３重量部である。

本発明圧延油はストレート給油してもエマルジョン給油
してもよい。ストレート給油は熱間圧延では油の燃焼の
危険性があり、冷間圧延では、油膜が厚くなりすぎるｌ
；め、一般にはエマルジョンで給油する。エマルジョン
給油は、水と油がすぐに分離する分散油滴の極めて粗い
ものから、可溶化に近い完全乳化型のものまで様々な形
で使用でき、これらの形態は、圧延油の使用対象や要請
させれる性能に応じて選定すればよい。

例えば圧延油を熱間圧延に用いるときは、ワークロール
間をｌ０００℃近い鋼板が通過するため、多量の冷却水
を必要とし、この冷却水は通常使い捨てであるため、圧
延油は水に乳化せず、水と簡単に分離してその殆ど全て
が鋼板表面に付着するのが好ましい。これに対し、冷間
圧延では冷却水は循環使用されるため、圧延油はエマル
ジョンで使用できる。

冷間圧延油エマルジョン中の圧延油の濃度は１〜３０重
量％、特に２〜１０重量％が好ましく、鋼板に対する圧
延油の付着量は５０〜２０００ｍｇ／　ｍ　２、特に２
００〜３００ｍｙ／ｍ２が好ましい。エマルジョン濃度
が高すぎてもあるいは付着量が多すぎても仕上り品の表
面光沢が低下する。

本発明圧延油を熱間圧延に用いるときは、乳化剤を用い
ないか少量の乳化剤を用いる。乳化は不完全でむしろ、
機械的に単に分散している程度でよい。使用量は、冷却
水に対し０１〜０．３重量％で、これかはｙ完全にロー
ル表面に付着するようにする。付着量は２０〜２００ｍ
ｇ／が、より好ましくは５０〜ｌＯＱｍｙ／ｍ”程度に
調節するのがよい。乳化が完全に行なわれると圧延油が
水と共に流出しその分損失となる。付着量が多いと鋼板
とロール間でスリップを生じ易く、加えて鋼板の表面状
態（仕上外観）が悪くなる。

本発明を以下実施例をあげて説明する。

寒裏倦 表−１に実施例及び比較例の圧延油処方を示す。

これらの四球式摩擦試験結果を表−２に示す。

供試有機酸性リン酸エステルアミン塩は以下の通りであ
る。

有機酸性リン酸エステル芳香族アミン塩（Ａ）無水リン
酸２０．２重量部とブチルアルコール３１．７重量部を
８０〜８５℃で２時間反応させ、その後４−オクチルジ
フェニルアミン４８．１重量部で中和した。

有機酸性リン酸エステル芳香族アミン塩（Ｂ）無水リン
酸１６．０重量部とインオクチルアルコール４４．１重
量部を８０〜８５℃で２時間反応させ、その後４−ノニ
ルジフェニルアミン３９．９重量部で中和した。

Ｅ魚塾 四球式摩擦試験 高速四球式摩擦試験機を用い、以下の条件で測定した。

試料　　・ニート 測定温度：５０°Ｃ 回転数　：５００ｒｐｍ ポール　：　１１１１　／　２１ｎｃｈ。

５ＵＪ−２およびＳＵＳ　４４　ＱＣ 荷重負荷速度：　　１２０ｋｇ／ｍｉｎ発明の効果 本発明添加剤を配合した圧延油は圧延に際して高い油膜
強度を示し、結果としてステンレス鋼板等の圧延に用い
ても焼付によるトラブルを著しく低減させることができ
る。

特許出願人　日本クエーカー・ケミカル株式会社代理　
人弁理士青山　葆　はが】名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩を有効成
   分とする圧延油用添加剤。 ２、有機酸性りん酸エステルが脂肪酸アルコール、脂環
   式アルコール、脂芳香族アルコール、芳香族ヒドロキシ
   化合物、多価アルコール、ポリエーテルヒドロキシ化合
   物、ポリエステルヒドロキシ化合物等の水酸基含有化合
   物の有機酸性リン酸エステルから選ばれる請求項１記載
   の添加剤。 ３、芳香族アミンが一般式： Ａｒ−ＮＲ−Ａｒ′ ［式中、ＡｒおよびＡｒ′はそれぞれ独立して置換基を
   有していてもよい芳香族基、およびＲは水素または低級
   アルキル基を示す］である請求項１記載の添加剤。 ４、潤滑成分およびこの潤滑成分１００重量部に対し有
   機酸性りん酸エステルの芳香族アミン塩０．２〜５重量
   部を含有する圧延油。 ５、潤滑成分が高級脂肪酸と多価アルコールのエステル
   である請求項４記載の圧延油。 ６、潤滑成分がヒンダードエステル類である冷間圧延に
   用いるための請求項５記載の圧延油。