JPS6123238B2

JPS6123238B2 -

Info

Publication number: JPS6123238B2
Application number: JP55148035A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yarita; Masanori Kitahama; Kichizaemon Nakagawa; Hiroyuki Nagamori; Hiroyuki Matsuda; Kazuo Kita
Original assignee: Kao Corp; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Kao Corp
Priority date: 1980-10-22
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1986-06-04
Also published as: JPS5773088A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な金属材料の冷間圧延用潤滑油に
係り、その目的とするところは、金属材料の圧延
に際し、潤活性不良、表面の清浄性不良の発生が
なく、潤活性、乳化安定性に優れ、しかもクリー
ニング工程を省略して引き続き焼鈍を行つてもオ
イルステンを発生する惧れのない潤滑油を提供せ
んとするにある。冷間圧延において、近年、クリーニング工程を
省略することを目的としたミルクリーン圧延油が
使用される傾向にある。このミルクリーン圧延油
に要求される重要な特性は、(i)焼鈍時に圧延油中
の炭素成分による板表面の汚れがなく、美麗な表
面品質が得られること（耐焼鈍汚れ性又はミルク
リーン性と称する）及び(ii)圧延時に潤滑性が良好
で、ヒートストリークと呼ばれる焼付現象やチヤ
タリングと呼ばれる振動現象が生じないこと（潤
滑性と称する）の２点である。ここで(i)の耐焼鈍汚れ性（ミルクリーン性）を
良くするため、焼鈍時、残留炭素分の原因となり
やすい脂肪酸、油脂および有機高分子化合物の圧
延油中への添加を可能な限り減少させ、揮発又は
分解し易い構造の化合物、即ち鉱物油および合成
エステル等を主成分にした圧延油を使用している
のが現状である。しかしながら、このような圧延
油は材料への吸着性が劣り、ロール接触弧内にお
ける油膜形成力も弱く、本質的に潤滑性が劣るこ
とになる。(ii)の潤滑性を良くしようとすると、牛
脂系圧延油に代表されるように、油脂、脂肪酸等
を多用することとなり、前述とは逆に耐焼読鈍汚
れ性に劣ることになる。クリーニング工程を省略することを目的とした
ミルクリーン圧延油はこのような相反する２つの
特性を必要とするため、現在実用化されているミ
ルクリーン圧延油は、仕上げ板厚が比較的厚く、
圧延条件が厳しくないシートゲージ材（例えば、
板厚0.8mm程度以上）に適用されているにすぎな
い。その他、圧延油を長期的に使用する場合、循環
使用中の圧延油エマルジヨンが経時的に劣化して
潤滑特性が悪くなつたり、ロールや圧延材料から
の微細や鉄粉、圧延油の劣化物および圧延機の軸
受油等の混入及び油中の鉄石鹸の増大などによつ
て圧延油のミルクリーン性を悪化させるという問
題もある。そこで、本発明者は、従来の冷間圧延油の欠点
を克服し、上記(i)及び(ii)の要件を具備した冷間圧
延用潤滑油を提供せんと鋭意研究を行つた結果、
脂肪族カルボン酸と脂肪族アルコールから得られ
るモノエステル類の所定量とダイマー酸および／
又はポリマー酸の所定量とを併用して基油とし、
これに特定の多価アルコールのエチレンオキサイ
ド付加物の末端水酸基の1/2以上を脂肪族カルボ
ン酸によりエステル化したものを所定量配合して
成る組成物が、オイルステインが発生せず耐焼鈍
汚れ油（ミルクリーン性）に優れ、かつ潤滑性を
特に低下させることなく優れた潤滑性を有し、し
かも乳化状態で循環使用に際し長期的に良効な乳
化安定性を示し、かつ優れた耐熱、酸化安定性を
有することを見出し、第１の発明を完成した。すなわち、第１の発明は(1)炭素数12〜22の脂肪
族カルボン酸と炭素数１〜12の脂肪族アルコール
とのモノエステル類40〜95重量％及び(2)炭素数16
〜20の高級脂肪族不飽和酸のダイマー酸またはポ
リマー酸の少なくとも１種0.5〜20重量％を基油
とし、これに(3)水酸基２〜６個を有する多価アル
コールの活性水素原子にエチレンオキサイドが３
〜20モル付加し、炭素数８〜18の脂肪族カルボン
酸によりその付加物の末端水酸基の1/2以上をエ
ステル化した構造を有する化合物を２〜40重量％
配合した冷間圧延用潤滑油を提供するものであ
る。本発明において基油成分として用いられるモノ
エステル類としては炭素数12−22脂肪族カルボン
酸と炭素数１−12の脂肪族アルコールのモノエス
テル類、例えば、メチルステアレート、メチルベ
ヘネート、プチルステアレート、オクチルスチア
レート、ラウリルステアレート、メチルオレエー
ト、オクチルオレエート、デシルオレエート、ラ
ウリルオレエート、メチルパルミテート、ブチル
パルミテート、牛脂脂肪酸のメチルエステル、牛
脂脂肪酸のオクチルエステル、牛脂脂肪酸のラウ
リルエステル、パーム油脂肪酸のメチルエステ
ル、パーム油脂肪酸のオクチルエステル、ヤシ油
脂肪酸のオクチルエステル、ヤシ油脂肪酸のラウ
リルエステル、等があげられる。これらのエステ
ルは、通常ミルクリーン圧延油の基油として用い
られる鉱物油に優るミルクリーン性を有し、かつ
鉱物油に優る潤滑性を有する。エステル類に用い
る脂肪族カルボン酸の炭素数が22、脂肪族アルコ
ールの炭素数が12よりも大きい場合には、オイル
ステインの発生量が大きくなり又脂肪族カルボン
酸の炭素数が12よりも小さい場合は、潤滑性が低
下する。これらのエステルは全組成中40〜95重量
％（以下単に％と記す）の範囲で使用される。こ
れが95％を越える場合、ダイマー酸あるいはポリ
マー酸等の配合割合が少なくなり潤滑性が低下
し、40％より少ない場合、基油中の低オイルステ
イン性のエステルとしての寄与率が少なくなり、
その効果が発揮されにくく好ましくない。本発明においては、上記モノエステル類にダイ
マー酸および／又はポリマー酸を加えて基油とす
ることが必要であり、これらを配合することによ
り、通常の牛脂圧延油相当あるいはそれ以上の潤
滑性を可能にし、圧延後の鋼板表面に圧延油が付
着残留している場合でも引き続く焼鈍時のオイル
ステインを全く発生しない特性を示すので、潤滑
性の低下を防止すること、更に積極的に潤滑性を
向上させることさえ可能となつた。ダイマー酸およびポリマー酸は、炭素数16〜20
の高級脂肪族モノエン酸又はジエン酸等のダイマ
ー酸又はポリマー酸であり、例えば、ゾーマリン
酸、オレイン酸、リノール酸、ガドレン酸のダイ
マー酸およびポリマー酸が挙げられる。これらの
ダイマー酸およびポリマー酸は全組成中0.5〜20
％の範囲で使用される。この範囲を越えるとオイ
ルステインの発生が著しくなり、またこの範囲よ
り少ないと潤滑性が低下し、何れも好ましくな
い。更にまた、本発明の冷間圧延用潤滑油には(3)の
化合物を配合することが必要であり、これを配合
することにより、圧延油を長期的に安定に循環使
用でき、圧延油エマルジヨンが経時的に劣化して
潤滑特性が変化したり、ロールや圧延材料からの
微粒な鉄粉、更には軸受油等の圧延油中への混合
入等によりミルクリーン性に悪影響を及ぼさない
ような特性を付与することができる。ここにおいて、多価アルコールとしては、公知
の各種のものが使用できるが、例えばエチレング
リコール、１，４−ブタンジオール、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙
げられる。エチレンオキサイドの付加モル数は３
−20モルが好ましく、３モルより少ない場合に
は、HLB（親水性−親油性のバランス）が小さ
くなり、水中での分散性が悪くなり、鋼板に付着
した圧延油の焼鈍後のオイルステインの発生量が
増大する。また付加モル数が20より多くなると
HLBが大きくなり、水中への乳化あるいは分散
の安定性が良すぎて圧延時の鋼板上への油分の付
着量が少なくなり、潤滑性も悪くなると共に、熱
安定性や、圧延油組成物に対する溶解性が悪くな
る。炭素数８〜18の脂肪族カルボン酸としては天然
物及び合成物の何れをも使用することができ、当
該カルボン酸により、末端水酸基の1/2以上がエ
ステル化されていることが必要である。このエス
テル化率が1/2より低いときは、潤滑性、熱安定
性および圧延油組成物に対するる溶解性が低下し
好ましくない。 (3)の化合物は全組成中に２〜40％配合するのが
好ましく、これによりないときは、長期的に圧延
油エマルジヨンの安定を維持することが難しくな
り、また40％を越えるときは、圧延油循環時に生
成するスカムおよびロールや圧延材料からの微粒
な鉄粉、更には軸受油等の汚れを圧延油エマルジ
ヨン中に安定に取り込み、ミルクリーン性に悪影
響を与えるので好ましくない。以上の(1)〜(3)を配合した第１の発明によつて
も、本発明の目的は充分に達成されるが、第１の
発明の基油に更に油脂類の所定量を配合すると、
第１の発明の特性に加えて、更にその潤滑性が一
層向上されるが、あるいは同程度の潤滑性を有し
ながら高価なダイマー酸及びポリマー酸の配合量
を減少できることを見出し、第２の発明を完成し
た。すなわち、第２の発明は、(1)炭素数12〜22の脂
肪族カルボン酸と炭素数１〜12の脂肪族アルコー
ルとのモノエステル類40〜90重量％、(2)炭素数16
〜20の高級脂肪族不飽和酸のダイマー酸またはポ
リマー酸の少なくとも１種0.5〜10重量％及び(4)
油脂類５〜40重量％を基油とし、これに(3)水酸基
２〜６個を有する多価アルコールの活性水素原子
にエチレンオキサイドが３〜20モル付加し、炭素
数８〜18の脂肪族カルボン酸によりその付加物の
末端水酸基の1/2以上をエステル化した構造を有
する化合物を２〜25重量％配合した冷間圧延用潤
滑油を提供するものである。第２の発明において、基油に配合される(4)の油
脂類としては、牛脂、豚脂、パーム油、ひまし
油、大豆油等の動植物天然油脂が挙げられ、これ
らは単独又は２種以上の混合物として使用され
る。これらの油脂は、通常、S.N.P等を含む不純
物、混合入汚物を含み、オイルステインの発生を
助長するので、粗製油脂の場合には、遠心脱スラ
ツジし、白土処理する等の精製処理したものを使
用するのが好ましい。これら油脂類は全組成中５
〜40％になるように配合される。これが40％を越
えるとオイルステインの発生が著しくなり、また
５％より少ないと潤滑性が低下して好ましくな
い。第２の発明における他の成分(1)〜(3)は何れも第
１の発明それと同一であり、それらの配合量は、
(1)のモノエステル類が40〜90％、(2)のダイマー酸
および／又はポリマー酸が0.5〜10％、(3)の化合
物が２〜25％の範囲になるようにするのが好まし
く、この範囲を出ると第１の発明において述べた
ような難点を生ずる。本発明の冷間圧延用潤滑油には、上記必須成分
の他に、必要に応じて、公知の各種添加剤、例え
ば油性向上剤、極圧添加剤、防錆剤、酸化防止剤
等を添加することができる。本発明の冷間圧延用潤滑油は、例えば、所定の
割合のモノエステル類、ダイマー酸又はポリマー
酸及び油脂類を50〜60℃に加温、混合し、これに
上記(3)の化合物を加え、さらに必要に応じて酸化
防止剤、油性向上剤その他の各種添加剤を加えて
均一に混合することにより製造される。叙上の如き本発明の冷間圧延用潤滑油は、潤滑
性において従来市販の牛脂系圧延油と同等かまた
はそれ以上の性能を有し、またミルクリーン性に
おいては従来市販の鉱物油系圧延油と同等であ
り、長期間使用による乳化状態の安定性も優れて
おり、更にまた、従来厚物乃至中番手材料までし
か可能でなかつたミルクリーン圧延を薄物材料に
ついても行うことができる等種々の利点を有する
ものである。次に本発明の冷間圧延用潤滑油の特長を実施例
をもつて説明する。実施例１潤滑油 (i) 第１の発明品 No.１牛脂脂肪酸のメチル 92（重量％）エステル重合酸(3) ２乳化剤(1) ４フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.２牛脂脂肪酸のメチル 80 エステル重合酸(5) 10 乳化剤(2) ８フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.３パーム油脂肪酸の 60 メチルエステル重合酸(1) 18 乳化剤(3) 20 フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.４メチルステアレート 50 重合酸(4) 20 乳化剤(4) 28 フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 (ii) 第２の発明品 No.５ブチルステアレート 61 牛脂(2) 30 重合酸(1) ２乳化剤(1) ５フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.６オクチルパルミテート 52 パーム油(1) 20 重合酸(2) ４乳化剤(2) ３フエノール系酸化１防止剤 No.７ヤシ油脂肪酸の 68 ラウリルエステル牛脂(1) ５重合酸(3) ５乳化剤(3) 20 フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.８牛脂脂肪酸のメチル 74 エステルひまし油５重合酸(4) 10 乳化剤(4) 10 フエノール系酸化１防止剤 No.９パーム油脂肪酸の 74 エチルエステル豚脂 20 重合酸(5) ２乳化剤(5) ２フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.10 メチルペヘネート 81 大豆油 10 重合酸(3) ４乳化剤(6) ５ No.11 オクチルオレエート 55.5 パーム油(2) 40 重合酸(2) 0.5 乳化剤(7) ３フエノール系酸化１防止剤 No.12 ラウリルミリステート 62 牛脂(2) 30 重合酸(1) ３乳化剤(8) ５ No.13 メチルステアレート 66 ひまし油５重合酸(1) ３乳化剤(4) 25 フエノール系酸化１防止剤 (ii) 比較品 No.１パーム油脂肪酸の 96 メチルエステル重合酸(2) １乳化剤(1) １フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.３牛脂脂肪酸のメチル 34 エステル重合酸(3) 41 乳化剤(9) 23 フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.４牛脂(2) 94 重合酸(1) ２乳化剤(1) ２フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.５ブチルステアレート 61 牛脂(2) 30 牛脂脂肪酸２乳化剤(10) ５フエノール系酸化１防止剤リン酸エステル系１極圧添加剤 No.６市販牛脂系圧延油 No.７市販鉱物油系ミルクリーン圧延油（注）重合酸(1)：オレイン酸のポリマー酸（ダイマー
酸：トリマー酸以上のポリマー酸＝
８：２）重合酸(2)：トール油脂肪酸のポリマー酸（ダイ
マー酸：トリマー酸以上のポリマー
酸＝75：25）重合酸(3)：大豆油脂肪酸のポリマー酸（ダイマ
ー酸：トリマー酸以上のポリマー酸
＝２：８）重合酸(4)：ゾーマリン酸とオレイン酸とガドレ
ン酸（３成分の配合比率が等量）の
ポリマー酸（ダイマー酸：トリマー
酸以上のポリマー酸＝９：１）重合酸(5)：オレイン酸をリノール酸（配合比率
オレイン酸／リノール酸＝2/1重
量）の重量酸（ダイマー酸：トリマ
ー酸以上の重合酸＝５：５）牛脂(1)：粗製牛脂を遠心脱スラツジしたもの
（ケン化価197、ヨー素価42）牛脂(2)：粗製牛脂を遠心脱スラツジした後、白
土処理精製したもの（ケン化価
198、ヨー素価41）パーム油(1)：粗パームを遠心脱スラツジしたも
の（ケン化価199、ヨー素価45）パーム油(2)：粗パームを遠心脱スラツジした
後、白土処理、アルカリ精製したも
の（ケン化価201、ヨー素価45）ひまし油：ケン化価180、ヨウ素価85 大豆油：ケン化価192、ヨウ素価121 豚脂：粗製豚脂を遠心脱スラツジした後、白土
処理精製したもの（ケン化価198、
ヨウ素価51）乳化剤(1)：ソルビトールにエチレンオキサイド
が20モル付加し、オレイン酸によ
り、その付加物の末端水酸基の６個
の内３つをエステル化した構造のも
の乳化剤(2)：ソルビトールにエチレンオキサイド
が20モル付加し、ラウリン酸によ
り、その付加物の末端水酸基の全部
をエステル化した構造のもの乳化剤(3)：ペンタエリスリトールにエチレンオ
キサイドが10モル付加し、カプリル
酸によりその付加物の末端水酸基の
全部をエステル化したもの乳化剤(4)：トリメチルロールエタンにエチレン
オキサイドが６モル付加し、ラウリ
ン酸によりその付加物の末端水酸基
の３個の内２つをエステル化した構
造のもの乳化剤(5)：トリメチルロールプロパンにエチレ
ンオキサイドが20モル付加し、ステ
アリン酸により、その付加物の末端
水酸基の全部をエステル化した構造
のもの乳化剤(6)：グリセリンにエチレンオキサイドが
５モル付加し、牛脂肪酸によりその
付加物の末端水酸基の３個の内２つ
をエステル化した構造のもの乳化剤(7)：グリセリンにエチレンオキサイドが
15モル付加し、ラウリン酸により、
その付加物の末端水酸基の全部をエ
ステル化した構造のもの乳化剤(8)：分子量400のポリエチレングリコー
ルの末端水酸基の全部をオレイン酸
でエステル化した構造のもの乳化剤(9)：トリメチルロールプロパンにエチレ
ンオキサイドが２モル付加し、ラウ
リン酸によりその付加物の末端水酸
基の３個の内１つをエステル化した
構造のもの乳化剤(10)：非イオン界面活性剤……ポリオキシ
エチレン（ｎ）ノニルフエニルエー
テル（平均付加モル数ｎ＝７）２試験項目および試験方法 (1) 潤滑性能チムケン試験機を使用し、濃度５％、温度
50℃の潤滑油エマルジヨンを予めタンク内で
作成し、これを循環供給した。評価は、圧延
時の圧延圧力にほぼ一致するような負荷荷重
を３水準選び、それぞれの焼付限界回転数と
摩擦トルクを調査することにより行なつた。評価は、最も劣るものを１とし、焼付限界
回転数数の比率をもつて示した。 (2) 適当な大きさの鋼板試料の表面に0.5ｇ／
m²量の潤滑油を塗布し、２枚重ねにして40
Kg／cm²で加圧密着した後に空気雰囲気中で
120℃、15時間放置し、さらに、（N₂＋５％
H₂）混合ガス囲気の焼鈍炉内で700℃×２時
間の焼鈍を行なつた後、鋼板表面の美麗度を
目視評価した。美麗度は５段階評価で、最も劣るものを５
とした。 (3) エマルジヨンの長期循環安定性濃度５^wt％、温度50℃の潤滑油エマルジヨ
ンを予めタンク内に作成し、ギヤーポンプに
より2.5Kg／cm²の圧力で150℃に加熱した鉄製
ロールに連続的に循環噴射し、48時間後の上
層浮遊油分を除いたエマルジヨンの油分を抽
出、秤量し、初期仕込油量に対する減少率を
求めた。また、経時的にエマルジヨン安定度
（Emulsion Stabilty Index）も測定した。
ESIはタンク中間層から採取したエマルジヨ
ン500mlを10分間静置後、下層100ml中の油分
に対する上層100ml中の油分の比をとつた。３結果潤滑性能の比較を第１表に、耐焼鈍汚れ性の
比較を第２表に、エマルジヨンの長期循環安定
性を第３表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ (1)炭素数12〜22の脂肪族カルボン酸と炭素数
１〜12の脂肪族アルコールとのモノエステル類40
〜95重量％及び(2)炭素数16〜20の高級脂肪族不飽
和酸のダイマー酸またはポリマー酸の少なくとも
１種0.5〜20重量％を基油とし、これに(3)水酸基
２〜６個を有する多価アルコールの活性水素原子
にエチレンオキサイドが３〜20モル付加し、炭素
数８〜18の脂肪族カルボン酸によりその付加物の
末端水酸基の1/2以上をエステル化した構造を有
する化合物を２〜40重量％配合したことを特徴と
する金属材料の冷間圧延用潤滑油。２ (1)炭素数12〜22の脂肪族カルボン酸と炭素数
１〜12の脂肪族アルコールとのモノエステル類40
〜95重量％及び、(2)炭素数16〜20の高級脂肪族不
飽和酸のダイマー酸またはポリマー酸の少なくと
も１種0.5〜10重量％及び(4)油脂類５〜40重量％
を基油とし、これに(3)水酸基２〜６個を有する多
価アルコールの活性水素原子にエチレンオキサイ
ドが３〜20モル付加し、炭素数８〜18の脂肪族カ
ルボン酸によりその付加物の末端水酸基の1/2以
上をエステル化した構造を有する化合物を２〜25
重量％配合したことを特徴とする金属材料の冷間
圧延用潤滑油。