JPH0786199B2 - 圧延油用添加剤および圧延油 - Google Patents

圧延油用添加剤および圧延油

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JPH0786199B2
JPH0786199B2 JP2236811A JP23681190A JPH0786199B2 JP H0786199 B2 JPH0786199 B2 JP H0786199B2 JP 2236811 A JP2236811 A JP 2236811A JP 23681190 A JP23681190 A JP 23681190A JP H0786199 B2 JPH0786199 B2 JP H0786199B2
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安正 井上
昇 道谷
哲也 塚本
郁夫 森
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【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
きものではなく、ステンレス鋼の圧延時における焼付防
止には十分ではない。
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
ロキシ化合物等である。これらの水酸基含有有機化合物
は、りん酸塩がエステル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。
脂肪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
れ形の脂肪族アルコールが例示される。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
用いてよいことは必然である。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
ペンタノール等、脂芳香族アルコールとしては、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、ソルビタ等、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
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。多の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固有しているのが好ましく、中和度は残留OH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、一般式[I]: Ar−NR−Ar′ [I] [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1〜12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、α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、4,4′−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ル、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、
例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、オレイン酸、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、各種合成アルコール、側鎖を有す
るアルコール等と多価カルポン酸、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、トリメリト酸、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、α−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800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リシノール酸または硬化リシ
ノール酸を用い、リシノール酸の存在水酸基の一部また
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性
の危険性があり、冷間圧延では、油膜が厚くなりすぎる
ため、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計
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1000℃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/m2、特に200〜300mg/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0.1〜0.3重量%で、これがほぼ完全にロール表面
に付着するようにする。付着量は20〜200mg/m2、より好
ましく50〜100mg/m2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。
実施例 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重量部とイソ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。
評価法 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℃ 回転数 :500rpm ボール :φ1/2inch、SUJ−2およびSUS440C 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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 俊和 大阪府大阪狭山市今熊7―189―1 B― 603 (56)参考文献 特開 昭59−227986(JP,A) 特公 昭50−39063(JP,B1)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機酸性りん酸エステルの、下記一般式
    [I]で表わされる芳香族アミン塩を有効成分とする圧
    延油用添加剤: Ar−NR−Ar′ [I] [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]。
  2. 【請求項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りん酸エステルから選ばれる請求
    項1記載の添加剤。
  3. 【請求項3】圧延油がステンレス鋼用冷間圧延油である
    請求項1記載の添加剤。
JP2236811A 1990-09-05 1990-09-05 圧延油用添加剤および圧延油 Expired - Lifetime JPH0786199B2 (ja)

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