JPS62143996A - 冷間圧延油組成物 - 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 本発明は冷間圧延油組成物に関する。したがって本発明
は、油剤を製造する分野および金属を加工する分野にお
いて利用することができる。

従来の技術 一般に冷１ｆｆｌ　ＩＥ延油は、油面、脂肪酸エステル
、鉱物油等を基油とし、これに脂肪酸やアルコール了の
油性向上剤、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤を加えた潤滑
成分に乳化剤を添加してＯ／Ｗ型エマルションとして１
通常は１〜１０重量％濃度で使用されている。

近年、圧延設備や圧延技術の急速な進歩により、圧延の
高速化あるいは大量生産化がはかられ、潤滑性、作業性
など圧延油に対する要求がますます高まっている。

従来の乳化剤を用いた圧延油では、圧延材表面に対する
圧延油の付着性とクーラントの循環安定性とが相反する
性格を示し、乳化剤の種類と量を調節してクーラントの
循環安定性を高めようとすると、圧延材表面に対する圧
延油の付着性が低下して潤滑性が不十分となり１反対に
圧延油の付着性を高めようとすると、クーラントの循環
安定性が低下して長期の循環使用に支障をきたすととも
に、作業性の低下あるいは圧延材表面品位の低下を引き
起すなどの欠点を生じた。

このような欠点を改善する方法として、水溶性高分子化
合物を基油の分散剤として用いる発明（特開昭５８−１
０４９９９号公報参照）等が提唱され、油面を基油とす
る圧延油に対しては有効であると認められている。しか
しながら基油が鉱物油であるか、鉱物油と油面の混合物
である場合にはクーラントの循環安定性が十分に保障さ
れず、浮上油分やスカムを生口、潤滑性あるいは作業性
および経済性に問題を生じる。

発明が解決しようとする問題点 上記の現状であるから、基油が油面、鉱物油。

脂肪酸エステルあるいはこれらの混合物のいずれであっ
ても、すぐれたクーラントの循環安定性を示す圧延油を
提供することが本発明の目的である。

問題点を解決するための手段 本発明者は上記の目的を達成するために鋭意研究の結果
、特定の水溶性高分子化合物を分散剤として含有させる
ことにより、冷間圧延油のクーラントの循環安定性が高
まることを知り、本発明に到達した。

すなわち本発明は （イ）油面、脂肪酸エステルおよび鉱物油からなる群よ
り選ばれる１種または２種以上の潤滑油成分と （ロ）ジメチルアミノエチルメタクリレートの酸付加塩
とスチレンとアクリル酸との三元共重合体であって、ス
チレンが全七ツマ−の３〜ｉｏ重１％であり、ジメチル
アミノエチルメタクリレートとアクリル酸のモル比が１
＝０．２〜１：０．４である水溶性高分子化合物からな
る分散剤 を必須成分として含有することを特徴とする冷間圧延油
組成物である。

以下に本発明の構成について詳述する。

（潤滑油成分） 本発明の冷間圧延油組成物の潤滑油成分としては、たと
えばＪＩＳ　　Ｋ２２３８−１９８３に規定するマシン
油等の鉱物油、鯨油、牛脂、豚脂、ナタネ油、ヒマシ油
、ヌカ油、パーム油、ヤシ油等の動植物油、これらの動
植物油から得られる脂肪酸と炭素原子数が１〜２２の脂
肪族１価アルコール、ネオペンチルアルコールまたはエ
チレングリコール、ペンタエリドリフトなどの多価アル
コールとのエステルおよびこれらの混合物が挙げられる
。

（分散剤） 本発明の冷間圧延油組成物の分散剤は、ジメチルアミノ
エチルメタクリレートの酸付加塩とスチレンとアクリル
酸との三元共重合体であって、スチレンが全モノマーの
３〜１０重量％であり、ジメチルアミノエチルメタクリ
レートとアクリル酸のモル比がｌ：０．２〜１：０．４
である水溶性高分子化合物である。

これらの水溶性高分子化合物の分子量は１．０００〜１
，０００，０００のものが好ましい。分子量がこの範囲
を逸脱した高分子化合物を使用すると、得られる圧延油
が望ましい分散性を発揮しない。

ジメチルアミンエチルメタクリレートの酸付加塩を形成
する酸としては、無機酸でも有機酸でも使用される。無
ａ酸としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、過リン
酸、ピロリン酸、トリツタリン酸、テトラメタリン酸、
ピロ亜リン酸、ポリメタ亜リン酸、次過リン酸および次
式ＣＩ）〜（ｍ）で示されるリン酸類ならびにホウ酸な
どが適当である。

＝Ｎ　−（ＣＨ２）　２−Ｎ ＝　（Ｃ）（２−Ｐ−ＯＨ）　２ 暴 Ｈ 有機酸としては酢酸、プロピオン酸などの低級脂肪酸、
オキシプロピオン酸などの低級ヒドロキシ脂肪酸、マロ
ン酸、コハク酸、フマル酸などの低級二塩基酸、リンゴ
酸などの低級オキシニ塩基酸等が用いられる。

（スチレンの比率） 本発明の冷間圧延油の分散剤である水溶性高分子化合物
において、スチレンは全モノマー〔すなわちジメチルア
ミノエチルメタクリレート（この明細書全体を通じて、
七ツマー相互間の量的割合を表現する時には、ジメチル
アミノエチルメタクリレートの酸付加塩ではなくて遊離
のジメチルアミノエチルメタクリレートの量を使用して
表現する。）とスチレンとアクリル酸との合計量〕の３
〜ｌＯ重量％であることが望ましい、（この明細書にお
いてモノマー相互間の量的割合は、重合装置に仕込まれ
る七ツマー相互間の量的割合である。）スチレンの比率
がこの範囲を逸脱すると。

冷間圧延油の分散性が低下し、そのためクーラントの潤
環安定性がわるくなる。このことを以下の実験によって
明らかに示す。

潤滑油成分としてはマシン油（４０℃における粘度が５
０ｃｓｔのもの）または牛脂を用い、分散剤としてはジ
メチルアミノエチルメタクリレートの酸付加塩がマロン
酸塩であり、ジメチルアミノエチルメタクリレートとア
クリル酸のモル比が１：０．２であって、スチレンの全
七ツマ−に対する比率が０重量％から３０重量％にわた
る７種類の三元共重合体を用いて、分散剤を１重量％含
む組成物をつくった。該組成物３重量部と水９７重量部
をホモミキサーに仕込み、５０℃で１０．００Ｏｒｐｍ
で３０分間または５゜００Ｏｒｐｍで３０分間の攪拌を
行ったのち、水中に安定に分散している潤滑油成分の濃
度を測定し、次式によって定義される分散率を求めた。

なお、本実験で用いた分散剤および後記の実施例で用い
た分散剤は、以下に記す具体例と同様の重合方法により
合成した。

（分散剤の合成の具体例） ３００ｍＪＬ容の四つ口丸底フラスコにジメチルアミン
エチルメタクリレート１９．９０ｇ、アクリル酸（８０
％水溶液）２．２８ｇ、スチレン０．６０ｇ、マロン酸
７．６３ｇ、純水６９゜４４ｇおよび過硫酸アンモニウ
ム０．１５ｇを仕込み、窒素雰囲気下において、かきま
ぜながら７０℃で８時間にわたって重合反応を行った。

結果を第１表に示す。

（注）＠は潤滑油成分。

■はホモミキサーの回転数（ｒｐｍ）。

■はスチレンの比率（全モノマーに対する重量％）を示
す。

分散率の値が大きいほど、クーラントの循環安定性は良
好であり、浮上油分、スカム等を生じ難いと評価するこ
とができる。

本発明の冷間圧延油の分散剤である高分子化合物におい
て、ジメチルアミンエチルメタクリレートとアクリル酸
のモル比は１：０．２〜ｌ：０．４であることが望まし
い０両者のモル比がこの範囲を逸脱すると、クーテント
の摩耗鉄粉分散圭が低下する。このことを以下の実験に
よって明らかに示す。

潤滑油成分としてマシン油を用い、潤滑油成分９９部に
対して分散剤（ジメチルアミノエチルメタクリレートの
酢酸塩を使用して、スチレンの全モノマーに対する比率
が５重量％であり、ジメチルアミノエチルメタクリレー
トとアクリル酸とのモル比が１：Ｏ−１：ｌにわたる６
種類の三元共重合体で、平均分子量はいずれも前記の方
法による測定値が７万〜８万である。）１部を加えた配
合物３部、水９７部の全量に対して微小鉄粉（−次粒子
径２００〜３００オングストローム）１゜０００ｐｐｍ
を加え、ホモミキサーを用いて５０℃でｉ０．０００ｒ
ｐｍで３０分の攪拌をしたのち、液中に安定に分散して
いる鉄粉量を測定し、次式により定義される鉄粉分散量
を求めた。

結果を第２表に示す。

第２表 第２表 （注）本ジメチルアミノエチルメタクリレートの１モル
に対するアクリル酸のモル数を示す。

鉄粉分散率の値が大きいほど、クーラントの安定性は良
好であり、使用現場において摩耗粉、スカム等による機
械部や圧延鋼板の汚れが少ないと評価できる。

（分散剤の加水分解性） 一般に圧延油クーラントは４０〜６０℃程度の温度範囲
に加温され、圧延ロールと鋼板の間の潤滑および、それ
らの冷却に循環使用される。したがって、圧延油成分は
加水分解、熱等による劣化作用を受けて変質しやすい、
このことば先願発明（特開昭５８−１０４９９９号公報
参照）および本発明における分散剤においても例外では
なく、ジメチルアミノエチルメタクーリレートを主体と
する分散剤にあっては、加水分解による変質が懸念され
る。分散剤が加水分解すれば当然のこととして分散能は
低下し、クーラントの安定性も低下する。よって、分散
剤の件部は初期の分散能はもとより、実用環境に長期存
在した場合の変質に対する安定性をも加味して評価され
ねばならない０本発明の分散剤は特定成分としてスチレ
ンを含むため、加水分解しにくく、長期にわたってクー
ラントの状態を安定に維持する能力をもつ、このことを
以下の実験によって明らかに示す。

ジメチルアミノエチルメタクリレートのマロン酸塩を使
用して、スチレンがモノマー全量の５重量％であり、ジ
メチルアミノエチルメタクリレートとアクリル酸のモル
比が１：０．２である本発明の分散剤（平均分子量８万
）および比較例の分散剤としてジメチルアミノエチルメ
タクリレートのマロン酸塩のホモポリマー（平均分子′
量９万）を用い、それぞれの１，０００ｐｐｍ水溶液を
８０℃の恒温槽中に静置し、ジメチルアミノエチルメタ
クリレートの加水分解によって生じるジメチノｌ／７　
ミ／エタノールを経日ごとにガスクロマトグラフィーに
より測定し、加水分解率を測定した。その結果を第１図
に示す。

分散剤の加水分解率の経日的変化が小さいほどクーテン
トの使用中の分散安定性の低下が少く、クーラントを長
期にわたって良好な状態に維持することができる。

また、加水分解した分散剤の分散能（注）０を：５２図
〜第４図に示す。

（注）加水分解した分散剤３００ｐｐｍを含有すろ水９
７部、牛脂３部の全量に対して、−次粒子径が２００〜
３００オングストロームの微小鉄粉１，０００ｐｐｍを
加え、ホモミキサーを用いて５０℃で、１０．ＯＯＯｒ
ｐｍで。

３０分攪拌した時の粒子径分布を意味する。

第２図〜第４図において、縦軸は重量％を示し、横軸は
微小鉄粉の一次粒子径をミクロンを単位として示す、そ
して第２図は、本発明の実施例と比較例の実験開始時の
粒度分布（平均粒子径は８．９ミクロン）を示し、第３
図は本発明の実施例の１５日後の粒度分布（平均粒子径
は９．０ミクロン）を示し、第４図は比較例の１５日後
の粒度分布（平均粒子径は２５．０ミクロン）を示す。

（組成方法） 本発明の冷間圧延油組成物は、上記の潤滑油成分と分散
剤を混合し、必要に応じて公知の各種添加剤たとえば油
性向上剤、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤等を添加して組
成する。

組成に当り、分散剤の添加量は冷間圧延油組成物全！−
の０．１−１部重量％であることが望ましい０分散剤の
比率がこれより多くても望ましい分−散性が得られない
。

（添加剤） 油性向上剤としては、オレイン酸、ステ７りン酸等の高
級脂肪酸、そのエステル、ダイマー酸等が挙げられる。

極圧剤としてはトリクレジルホスフェートその他のリン
酸化合物が挙げられる。

防錆剤としては、多価アルコール脂肪酸エステル、アル
キルイミダシリン等があげられる。

酸化防止剤としては、フェこルーα−ナフチルアミン、
２．６−ジーｔ−ブチル−Ｐ−クレゾール等を例示でき
る。

（使用方法） 本発明の冷間圧延油組成物は、使用するときに水でｔ−
ｉｏ重量％に希釈して使用される。

実　　施　　例 つぎに実施例および比較例によって本発明を具体的に説
明する。ただし本発明は、これらの実施例および比較例
によってなんら制限されるものではない、なお、実施例
および比較例中の各種物質の部数は、すべて重量部であ
る。

（試験装量） 第５図に示すクーラント循環装置を用いて、供試圧延油
を７日間循環し、その間のクーラントの性状変化を観測
した。

本ターテント循ｉ装置は生産現場における圧延油の供給
システムを実験室的にシュミレート、モデル化したもの
であり、クーラント貯蔵タンク（ＷＵ環タンク）、圧延
機へのクーラント供給装置（ギヤポンプ、ライしミキサ
ー、スプレーノズル）で構成されている。

（供試圧延油） 実施例１ マシン油（注１）　　　　　　９９部 スチレン３重楡％、ジメチル アミンエチルメタクリレ− トとアクリル酸のモル比が １：０．２であり、酸がマ ロン酸である三元共重合体 （分子量８万）　　　　　　　　１部 （注１）４０℃における粘度が５０ｃｓｔのもの（以下
同じ）である。

実施例２ 牛脂　　　　　　　　　　　　９９部 実施例１の三元共重合体　　　　１部 実施例３ ブチルステアレート　　　　　９９部 スチレン５重量％、ジメチル アミノエチルメタクリレ− トとアクリル酸のモル比が １：０．４であり、酸が酢 酸である三元共重合体（分 重量７万）　　　　　　　　　　１部 実施例４ マシン油（実施例１と同じ）　４９部 ブチルステアレート　　　　　５０部 スチレン１０重量％、ジメチ ルアミノエチルメタクリ レートとアクリル酸のモル 比が１：０．３であり、酸 がリン酸である三元共重合 体（分子量ｌＯ万）　　　　　１部 比較例１ マシン油　　　　　　　　　　９９部 ジメチルアミノエチルメタク リレートのマロン酸塩の重 合体（分子［７万）　　　　　　１部 比較例２ 牛脂　　　　　　　　　　　　９９部 比較例１の重合体　　　　　　　１部 比較例３ マシン油　　　　　　　　　　６５部 ブチルステアレート　　　　　３０部 ソルビタンモノオレエート　　　　１部牛脂脂肪酸とポ
リエチレング リコール（分子量４００） の等モル縮合物　　　　　　　２部 牛脂脂肪酸還元アルコールの エチレンオキシド１２モル 付加物　　　　　　　　　　　２部 比較例４ 牛脂　　　　　　　　　　　　９９部 ペンタエリスリトールセスキ オレエート　　　　　　　　　０．５部牛ＩＩｖ１１１
１１１肋酸とポリエチレングリコール（分子量４００） の等モル縮合物　　　　　　０．３部 牛脂脂肪酸還元アルコールの エチレンオキシド１２モル 付加物　　　　　　　　　　０．２部 （試験条件） クーラント温度量　　　　　　　　４０文クーラントの
循環量　　　　　１２．５文／分ラインミキサーの回転
数　　９．ＯＯＯｒｐｍスプレー量　　　　　　　　　
１．３５立／分（ＩＫｇ／ｃｒｒＩ′で） タンク内のクーラント温度　　　５０〜５５℃微小鉄粉
添加量　　　　　　　１，０００ｐｐｍ（試験結果） クーラントの性状の経口変化を第３表および第６図ない
し第２４図に示す、第３表および第６図ないし第２４図
において、実施例１ないし４は本発明を例示し、比較例
１と２は前記の先願発明の圧延油を例示し、比較例３と
４は乳化剤を使用した従来型の圧延油をそれぞれ例示し
たものである。

第３表および第６図ないし第２４図の結果をまとめると
以下のとおりである。

（１）本発明の圧延油は牛脂系のものでも、鉱油系のも
のでも油分の分散率、鉄粉の分散率、平均粒子径および
粒子径分布が長期にわたって安定しており、良好な分散
状態が認められる。

（２）先願発明の圧延油は従来型圧延油に較べれば、は
るかに良好な分散状態が認められる。ただし、鉱油系基
油に関して、初期の分散状態および長期にわたる分散部
維持に不十分な点がみられ、改善が望まれる。

（３）従来型圧延油は本発明油および先願発明油よりも
いちじるしく分散部が劣り１分散に関して多くの問題点
を包含していることが認められる。

上記の実施例においては圧延油として、鉱油あるいは牛
脂を単独で基油としたものを例示したが、混合油を基油
とする場合においても同様の効果が発現することはもち
ろんのことである。

発明の詳細 な説明したように、ジメチルアミノエチルメタクリレー
トの酸付加塩を主体とする水溶性高分子化合物を圧延油
の分散剤として適用することが、圧延油分散状態の維持
あるいは向上に有用であることは明らかである。

さらに本発明のように、分散剤の成分としてスチレン等
を応用することにより、牛脂系のみならず鉱油系の基油
に関しても良好な分散状態が得られるようになったこと
は非常に意義深い。

本発明の冷間圧延油は基油の種類すなわち鉱油、油面、
混合油をとわず長期にわたって循環使用したときに安定
した分散状態を示すことにより、作業性および作業環境
を改善するとともに安定した潤滑性を呈し、高精度で高
品位の鋼板の製造を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は分散剤の加水分解率の経日変化を示すグラフで
ある。 第２図ないし第４図は、分散剤の分散能を示すグラフで
ある。 第５図は実験に用いたクーテント循環装置の略図である
。 第６図ないし第２４図は、クーラント中に分散された微
小鉄粉の粒子径の分布を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）油面、脂肪酸エステルおよび鉱物油からなる群か
   ら選ばれる１種または２種以上の潤滑油成分と （ロ）ジメチルアミノエチルメタクリレートの酸付加塩
   とスチレンとアクリル酸との三元共重合体であって、ス
   チレンが全モノマーの３〜１０重量％であり、ジメチル
   アミノエチルメタクリレートとアクリル酸のモル比が１
   ： ０．２〜１：０．４である水溶性高分子化合物からなる
   分散剤 を必須成分として含有することを特徴とする冷間圧延油
   組成物。