JPS61283694A - 金属圧延油組成物 - 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〕 本発明は金属圧延組成物に関し、更に詳しくは乳化型金
属圧延組成物に関する。

〔従来技術〕

従来から一般に使用されている金属圧延油は潤滑油成分
通常は油脂、鉱物油または脂肪酸エステル等の基油に、
防錆剤、極圧剤、油性向上剤、酸化防止剤等の各種の助
剤を加え、これを乳化剤で０／Ｗ型エマルジヨンとし′
て通常１〜２０％程度の濃度で圧延加工部に供給してい
る。しかしながら最近の圧延技術並びに技術の進歩によ
り圧延速度の高速、大量生産化がはかられ、潤滑性循環
安定性、圧延後の表面清浄いわゆる冷延汚れ、作業性、
廃水処理性等圧延油に対する要求が、増々苛酷なものと
なってきており、その要求に充分対応できる圧延油の開
発がのぞまれているのが現状である。しかしながら従来
の乳化剤を用いた圧延油は、種々の難点を有し、満足し
得るものではなかった。即ち、従来の乳化剤を用いた圧
延油では、乳化剤の種類、添加量を変化させ、圧延油と
圧延材の表面に付着する油量（プレートアウト量）を増
減させ、圧延潤滑性をコントロールしていた。

しかしこのような乳化剤を用いた圧延油においては、プ
レートアウトｉｔと、液循環安定性とは、相反する傾向
を示すものであって、エマルジョンの安定性を高めれば
圧延材へのプレートアウト量が減少して潤滑性が不充分
となり、またプレートアウト量を増大せんとすれば、エ
マルジョンが不安定になって循環使用する際に種々の支
障をきたす欠点があった。また発生する鉄粉が不安定エ
マルジョンに付着し、冷間圧延鋼板を汚す所謂圧延汚〉 れが生じ、後工程である洗浄、焼鈍工程に悪影響を及ぼ
す難点も生じる。加えて圧延機自体及びその周辺にも付
着し美感を損なうばかりでなく作業環境上も問題が生じ
る。

〔発明の目的並びに概略〕

本発明者は上記従来の圧延油の欠点を解決するために従
来から鋭意研究を続けて来たが、この研究に於いである
特定の高分子化合物を使用することにより上記欠点が解
消出来、プレートアウト量を減少せしめずに液循環安定
性の優れた乳化型圧延油が習得てきることを見出し、こ
こに本発明を完成するに至った。即ち本発明は、 （Ａ）動植物油脂、鉱物油並びに脂肪酸エステルの少な
くとも１種である潤滑油成分、及び（Ｂ）（イ）下記式
（イ） （但し式中ｎは５〜３０００の整数、Ｒ゛は同一または
相異なる低級アルキル基を示す） で表わされる繰返し単位を有するポリビニルエーテル系
高分子化合物、 （ロ）下記式（ロ） →ＣＨ２ＣＨＣＨＣＨ壕、、、、（ロ）Ｒ’０Ｏ＝ＣＣ
＝０ ｏｘ　　　ｘ。

あり、他方がＨｌ（Ｃ２Ｈ４０喘Ｈ１炭素数１〜１８の
アルキル基、アルカリ金属、 Ｎ　Ｈ（ＣＨ２）、ｌｌ−Ｎ　）１２、Ｎ　Ｈ２Ｒ’ま
たはＮ）（Ｒ’　Ｒｅである。またｎは１０〜３０５０
の整数、ｍは１〜３の整数、ｍは１〜２０の整数、ｍは
１〜１０の整数を示す。またＲ２およびＲ３は同一また
は相異なる炭素数１〜３のアルキル基を、Ｒ８並びにＲ
６は同一または相異なる炭素数１〜２０のアルキル基を
示す） で表わされる繰返し単位を有するとニルエーテル−マレ
イン酸系共重合体、及び （ハ）下記式（ハ） ０Ｘ　　　　Ｘ○ ・・・・・・（ハ） （但し式中Ｘは上記と同じ。Ｒ７はＨまたはＣＨ３を示
し、ｎ〃は３ｏｏ〜１３ｏｏの整数を示す） で表わされる繰返し単位を存するビニル−マレイン酸系
共重合体 の少なくとも１種 を必須成分として含有して成ることを特徴とする全屈圧
延組成物に係るものである。

〔発明の効果〕

本発明に於いては、上記式（伺〜（ハ）で表わされる特
定の高分子化合物の少なくとも１ｎｉを使用することに
より、プレートアウト量が減少することなく優れた液循
環安定性を示す。更に詳しくは本発明圧延油組成物に於
いては上記式（イ）〜（ハ）で表わされる特定の高分子
化合物の優れた保護コロイド的作用によって、潤滑油成
分はかなり大きな粒径を保って安定に水中に分散し、し
かも分散している粒度分布もブロードな大きな巾をもつ
ことなく、かなりせまい巾でシャープな分布を示し、極
めて循環安定性が良い。また圧延加工部に供給されたと
きには、これが金属被圧延材に接触すれば粒径の大きな
油粒子が金属被圧延材に厚く強力な潤滑膜を形成し、プ
レートアウト量が大きくなる効果を発揮する。

また本発明圧延油組成物は上記効果以外にも次の様な優
れた効果を発揮する。

（ｉ）エマルジョン濃度並びにクーラント　（使用時に
圧延油を水に希釈した状！３）に於いて温度の影響を受
けることが極めて少なく、温度の変化によってエマルジ
ョンの状態が変化せず安定して使用出来、圧延作業管理
が大変容易となる。

（ｉｉ）スカムや金属粉が混入してもエマルジョン中の
潤滑油成分の粒径の変化が非常に少なく、　　　　　　
　　　　３またスカムや鉄粉を親水化するためミル（圧
延機）汚れが改善される。

（ｉｉｉ　）冷延後の金属被圧延材の表面の清浄化が大
きく向上する。この際被圧延油の表面が清浄化されてい
ないと後工程の焼鈍に於いてエツジカーボン等が生じ好
ましくない。

（ｉｖ＞／Ｉ！ｌＩ滑性が従来の圧延油に比し７〜１０
％程度も大きく向上する。

〔発明の構成〕

本発明の圧延油組成物は基本的には、動植物油脂、鉱物
油および脂肪酸エステルの少なくとも１種から成る潤滑
油成分に、上記式（イ）〜（ハ）で表わされる高分子化
合物の少なくとも１種を配合したものである。

本発明に於いて使用される潤滑油成分としては従来から
この種圧延油組成物に使用されて来たものがいずれも使
用出来、その代表例として動植物油脂、鉱物油および脂
肪酸エステルが挙げられ、これ等は１種または２　ｆｔ
以上の混合系で使用出来る。具体的には、たとえばスピ
ンドル油、マシン油、タービン油、シリンダー油等の鉱
物油；魚油、鯨油、牛脂、豚油、ナタネ油、とマシ油、
ヌカ油、パーム油、ヤシ油等の動植物油の油脂；牛脂、
ヤシ油、パーム油、ヒマシ油等から得られる脂肪酸と炭
素数１〜３６の脂肪族１価アルコール、エチレングリコ
ール、ネオペンチルアルコール、ペンクエリスリトール
等とのエステルが挙げられる。

本発明で使用する式（イ）で表わされる高分子化合物は
、その製法は何等限定されないが、たとえば下記の反応
式で示されるように、ポリビニルアルコールにエチルア
ミンハライドを反応させることにより製造することが出
来る。

Ｈ （但しｎ、およびＲは前記と同じ、ＸＩ　はハロゲン原
子を示す）。

更に具体的に示せば、ポリビニルアルコールとエチルア
ミンハライドたとえば２−クロロ−Ｎ。

Ｎ−ジアルキルエチルアミンハイドロクロライドを攪拌
混合し、苛性アルカリ水溶液を添加した後、強く攪拌す
る０次いで加温しくたとえば８０〜１００℃前後に）で
暫く維持した後、沸騰水中に注入し、１〜２時間時間点
沸する。この液を酸たとえば塩酸で中和しデカンテーシ
ョンする。

また一般式（ロ）で表わされる化合物を製造する代表的
な方法としてはアルキルビニルエーテルと無水マレイン
酸の共重合体の有機溶剤溶液に、窒素ガスを吹き込みな
がら、通常１００℃以上に加温しつつＮ、Ｎ−ジアルキ
ルアミンエチルアルコールを反応させる。かくして得た
生成物に、たとえば次の処理の一つを行う。即ちエチレ
ンオキシドと反応、炭素数１〜１８程度のアルキルアル
コールでエステル化、アルカリ金属と反応、あるいはア
ミド化等を行って目的物を得る。また他の方法として、
アルキルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体の有
機溶剤溶液に適当な触媒たとえばソジウムメトキシドの
存在下、窒素ガスを吹き込みながらエチルアルコールと
還流反応せしめ、次いでＮ、Ｎ−ジアルキルアミノエチ
ルアルコールを用いてエステル交換する。

また一般式（ハ）で表わされる化合物の製造方法として
は、下記の様な方法を例示することが出来る。即ちイソ
ブチレン−無水マレイン酸共重合体を適当な溶剤、たと
えばジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシド等に
熔解し、窒素ガスを吹き込みながら１３０〜１５０℃程
度に加温下無触媒或いはナトリウムメトキサイドの共存
下にジアルキルアミノエチルアルコールでエステル化す
る。かくして得られた生成物を以後一般式（ロ）と同じ
様な処理の一つを施こす。

本発明に於いては上記一般式（イ）〜（ハ）で表わされ
る化合物の少なくとも１種を使用することを必須として
いるが、好ましくはこれ等化合物と対イオンを形成する
物質を併用する。この際使用される対イオンとしてのア
ニオンとしては、たよえ、、エイオア、□いイオ７．ｊ
ｊｉよイオ、１，２リコール酸イオン、リン酸イオン、
硼酸イオン、炭素数１〜２０の脂肪酸イオン等が挙げら
れる。

通常圧延油は製造工場に於いて、油脂、鉱油或いはエス
テル等を基油とし、これに必要に応じ油性向上剤、極圧
添加剤、防錆添加剤、酸化防止剤、乳化剤等の１ｆ！！
又は２種以上を配合した組成物を輸送し、実際使用され
る現場に於いて水に０．１〜ｌＯ％の濃度に希釈、エマ
ルジョン化して使用される。

このため対イオンとして炭素数１〜２０好ましくは８〜
２０の脂肪酸イオンを用いた場合には本発明に使用する
高分子物質（イ）〜（ハ）は圧延油の基油に均一に溶解
する。従っ、て使用現場に於いては従来の圧延油同様、
水に所定濃度に希釈するのみで均一なエマルジョンが形
成される。これに対して、対イオンとして炭素数１〜２
０の脂肪酸イオンを除く対イオンを使用した場合には、
高分子化合物（イ）〜（ハ）は、基油に均一熔解しがた
く使用現場に於いて圧延油と分散剤を各々所定濃度に水
に希釈してエマルジョンを形成することが好ましい。

本発明に於いては上記一般式（イ）〜（ハ）で表わされ
る化合物はこれ等の１種でも或いは２ｆ！以上併用して
も良い。

これ等本発明の高分子化合物は圧延油組成物全量に対し
て０．１〜１０重量％好ましくは０．１〜８重量％にな
るように配合する。

本発明の金属圧延油組成物には、上記成分の他、必要に
応じて公知の各ｆ！添加剤、例えば防錆剤、油性向上剤
、極圧剤、乳化剤、酸化防止剤等を添加することが出来
る。

上記各種添加剤は、必要に応じ圧延油組成物全量に対し
て、それぞれ０〜２％、０〜２０％、０〜３％、０〜１
０％、０〜５％の割合で添加することが出来る。

防錆剤としては、アルケニルコハク酸及びその誘導体、
オレイン酸等の脂肪酸、ソルビタンモノオレート等のエ
ステル又はその他アミン類等が、油性向上剤としては、
オレイン酸、ステアリン酸等の高脂肪酸及びその誘導体
であるエステル又はダイマー酸等の二塩基酸が、また、
極圧剤としては、トリクレジルホスフェート等のリン系
化合物及びジアルキルジチオリン酸亜鉛等の有機化合着
が、酸化防止剤としては、２，４−ジｔ−ブチルｐ−ク
レゾール等のフェノール系化合物、フェニルα−ナフチ
ルアミン等の芳香族アミン等がそ相ぞれ例示される。

本発明の金属圧延油組成物は、上記圧延油成分と、水溶
性高分子化合物とを単に同時混合するか或いは、水分量
が８０％位までの濃厚溶液として調製しておき、使用時
水で希釈することにより使用される。

実施例１ 牛脂、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　　９９重量計高置子分散剤（Ａ）、、、、、、
。９０．。、　　１　〃リン酸１４１０１００００．。

０．。９３．。、、、、、、　　０．７　　〃水９１０
１７０１９１．５１００１４９８００．７゜、。、、、
５一実施例２ 牛脂、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　　９７重量部高分子分散剤（Ｂ）、、、、、、
、、□、、、　　　３ｇ量部硼酸、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、、、、、、、］、２９　　〃水、
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、　　　５　　〃、　実施例３ 牛脂、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　　９５ｉ量部高分子分散剤（Ｃ）、、、、、、
、、、、、、　　　５　　〃グリコール酸、、、、、、
、、、、、、、、、、、、　　２．４　　〃水、、、、
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、　
　　５　　〃実施例４ 牛脂、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　９９．５　ｉ置部高分子分散剤（Ｄ）、、、、
、、、、、、、、　　０．５　　〃ラウリン酸、、、、
、、、、、、、、、、、、、、、、　　０．７重量部実
施例５ 牛脂０．、、、、．９．、、、、、、、、、、、、、、
、、、　９３重量部高分子分散剤（Ｅ）、、、、、、、
、、、、、　　　７　　’塩酸、、、、、０．．．．．
．．．、、、、、、、、、、、．１．６１　　〃水、、
、、、、、、、、、、、、、、０．、、、、、、、、、
、　　５　　〃実施例６ 牛脂、、、、、、、、、０９．、．８．、、、、、、、
、、、　９６重量部高分子分散剤（Ｆ）　；、、、、、
、、、、、、　　　４　　〃ホウ酸、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、、、、、、　　　２１量部水、、
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、　　　５　　〃実施例７ 鉱油、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　　９７重量部高分子分散剤（Ｅ）、、、、、、
、、、、、、　　　３　−リン酸、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、、、、、　　１．９　−水０．．
．．．．．．．．．．．．．、、、、、、、、、、、、
　　５　　〃実施例８ 鉱油・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・　７７ｉ量部オレイルオクタノエート、、、、、
、、、　　２０　　〃高分子分散剤（Ｂ）、、、、、、
、、、、、、　　　３　　〃ラウリン酸、、、、、、、
、、、、、、、、、、、、、　　４．２　　〃実施例９ 牛脂、−００，、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、９０，５重量部オレイン酸（対イオン兼オレイ ン酸）　、、、、、、、、、、、、　　　　５　　〃リ
ン系極圧剤、、、、、、、、、、、、、、、、、、　　
　１重量部酸化防止剤、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、　　Ｏ，Ｓ　　＃高分子分散剤（Ｃ）、、、
、、、、、、、、、　　　３　　＃比較例１ 牛脂、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　　９２重量部オレイン酸（対イオン兼油性向　
　　５重量部上剤） リン系極圧剤、、、、、、、、、、、、、、、、、、　
　　ｌ　　〃酸化防止剤、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、　　０．５　　〃ポリオキシエチレン ノニルフェノール、、、、、、、、、、、、　　　３　
−比較例２ 鉱油５，６゜、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、　　７７重量部オレイルオクタノエート、、、、
、、、、　　２０　　〃ポリオキシエチレンノニ ルフェノールエーテル、、、、、、、、　　　３　　〃
かくして得られた実施例１〜９並びに比較例１〜２の各
組成物について下記の性能試験を行った。

この結果を第１表並びに第１〜４図に示す。

〈圧延試験〉 二段試験圧延機を用いて、下記圧延条件にて７パス圧延
し、伸び率＝３．４時点における圧延荷重（を数）を測
定し、下記式による圧延相対比を求めた。

※圧延条件 圧延材料：軟鋼板（Ｓ　Ｐ　ＣＣ）厚さ２．２ｗｍ×中
５ＯＮ×長さ５００ｍ 圧延速度：１３ｍ／分 圧延ロール：直径１５０ｍ、胴長２００ｍブライドロー
ル クーラント温度：５０〜５５℃ クーラント４１．５％エマルジョン バススケジュール：７パス く鋼板明度試験〉 試験圧延した鋼板表面に市販メルテングテープを貼付、
次いで剥離し、該テープを標準白色台紙に貼りつけた表
面を日本重色工業製色差針ＮＤ−１ＯｔＤ型でその明度
を測定した。完全黒色をＯ１標準白色台紙の明度を８５
として求める。

く劣化テスト〉 本発明圧延油（３％エマルジョン）を下記第５図に示す
循環劣化試験機で７日間劣化試験を行い、試験前後の粒
径分布を測定した。但し第５図中（１）はタンク（液温
５５℃±５℃）、（２）はフィルター、（３）はポンプ
（２５１／ｍ１ｎ）、（４）は回転ドラム（３０φｃｍ
Ｘ２Ｑｅ１１’）を示す、この回転ドラム（４）中には
１／２鋼球ボール１５０個、２ｃＩｌ×２ＣＩ１１×１
ｃ１１鋳物ブロンク８個を内在せしめ、１２５ｒｐｓで
回転するものである。

第１図〜第４図に於ける実線は試験前の粒径分布を表わ
し、また点線は試験後の粒径分布を表わす。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は各圧延油組成物の劣化試験の結果を示す図
面であり、また第５図は劣化試験の方法を示す図面であ
る。 １　、、、、、、タンク ２゜００１０．フィルター ３　、、、、、、ポンプ ４、、、、、、回転ドラム （以上） 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）動植物油脂、鉱物油並びに脂肪酸エステル
   の少なくとも１種である潤滑油成分、及び（Ｂ）（イ）
   下記式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し式中ｎは５〜３０００の整数、Ｒは同一または相
   異なる低級アルキル基を示す） で表わされる繰返し単位を有するポリビニルエーテル系
   高分子化合物、 （ロ）下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し式中Ｒ＾１は炭素数１〜１８のアルキル基を、Ｘ
   はいずれか一方が▲数式、化学式、表等があります▼で あり、他方がＨ、（Ｃ＿２Ｈ＿４Ｏ）−＿（ｍ′）Ｈ、
   炭素数１〜１８のアルキル基、アルカリ金属、 −ＮＨ（ＣＨ＿２）＿（ｍ″）ＮＨ＿２、ＮＨ＿２Ｒ４
   ＾またはＮＨＲ＾５Ｒ＾８である、またｎ′は１０〜３
   ０５０の整数、ｍは１〜３の整数、ｍ′は１〜２０の整
   数、ｍ″は１〜１０の整数を示す。またＲ＾２およびＲ
   ＾３は同一または相異なる炭素数１〜３のアルキル基を
   、Ｒ＾４は炭素数１〜２０のアルキル基を、Ｒ＾５並び
   にＲ＾６は同一または相異なる炭素数１〜２０のアルキ
   ル基を示す）で表わされる繰返し単位を有するビニルエ
   ーテル−マレイン酸系共重合体、及び （ハ）下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し式中Ｘは上記と同じ。Ｒ＾７はＨまたはＣＨ＿３
   を示し、ｎ″は３００〜１３００の整数を示す） で表わされる繰返し単位を有するビニル−マレイン酸系
   共重合体 の少なくとも１種 を必須成分として含有して成ることを特徴とする金属圧
   延組成物。