JPS62209199A - 鋼の熱間圧延用潤滑剤組成物 - 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、鋼材の熱間圧延に際して、ロールと被圧延材
との接触部を良好に潤滑しかつ耐熱性および付着効率に
優れた、改良された潤滑剤組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、熱間圧延ではロール冷却水のみ部用されていだが
、近年、圧延荷重の低減、ロールの外向延長のために圧
延油の１ｅ用が試みられ、これがほぼ定着しつつある。

例えば、Ｌｉ−コンプレックスグリース、カルシウムお
よびカルシウムコンプレックスグリース、ポリウレアグ
リース、アルミニウムコンプレックスグリースのような
耐水性のすぐれている種類のグリースであや、これらを
熱間圧延潤滑剤として用いることあるいはこのようなグ
リースが市販の通常の熱間圧延油に比較して、特に付着
性、耐水洗性が優れていることが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、これら公知のグリース組成物は、ロール表面
温度が高１（１００℃以上）となると分解を起こしたり
、あるいはまた油剤を給油する回折の直前に設置されて
いる水切板が不良であるなどの原因から、ロール面に冷
却水が多量にかかるような場合には、水に洗い流されて
油剤の効果が半減してしまうという不都合があった。

効果を維持させるために添加剤の使用量を多くすること
も考えられ、この措置を実施すると添加剤の付着効率を
若干は向上させ得るが、一方では油剤の粘度が増し、潤
滑面への均一給油が困難となるという欠点が現れる。

しかも通常のロール圧延操作の際には、ロール表面の温
度が５００〜７００℃にも達するため、この温度条件下
でも潤滑性が良好で、多量のロール冷却水には洗い流さ
れない、いわゆる付着効率の良い油剤の開発が望まれて
いた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述のような周囲の要請に応えるべく種々検
討を行った結果、基油に特珠楳合カルシウム石けんとジ
ウレア基含有化合物を均一に分散させた組成物を用いろ
と、高温および冷却水の存在下でも、きわたった付着性
と潤滑性を有し、潤滑面への供給も容易であることを見
いだしたことから完成されたものであって、基ｉ１＋に
直鎖脂肪酸、芳香族１１ａ肪酸、はう酸、アルケニルコ
ハク酸カルンウムからなる複合力ルンウム石鹸（以下、
特殊複合アルミウム石けんという）と、モノアミンと芳
香族ジイソシアネ−１−からなるジウレア基を有する有
機化合物（以下、ジウレア基含有化合物という）を均一
に分散させたことからなる潤滑剤に到達したのである。

このようにして得た本発明の潤滑剤組成物は、従来の圧
延油に比較してより付着効率が著しく増強され、また潤
滑性も兼ね備えているものである。

上記の新規な知見については、繰り返し実験の結果得ら
れたものであるが、その理論的な解明は未だ十分で（よ
ない。

本発明による潤滑剤組成物の潤滑箇所への適用（よ、加
熱水、加熱水蒸気、加熱空気などを媒体に分散させ、ロ
ール表面あるいは潤滑部へ給油することからなるもので
ある。

〔作用〕

本発明においては、基油として鉱油、油脂、合成７１１
１を使用するが、このものは室温において液体、半固体
、固体のいずれの形状を有するものでも良く、本質的に
潤滑性を有するものすべてを包含する。

基油に対して付着性および潤滑性を向上させるために、
基油を増稠する金属石けんや潤滑性を与える組成物すな
わちグリースのようなものかを加えろことも、本発明の
目的にかなう方向にある。

このようなグリースの具体例としては、例えば、前述の
Ｌｉ−コンプレックスグリース、カルシウムおよびカル
シウムコンプレックスグリース、ポリウレアグリース、
アルミニウムコンプレックスグリースのような耐水性の
すぐれている種類のグリースを使用することができる。

本発明においては、基油に対して上述のような範晴の中
から選ばれた特殊複合カルシウム石けんとジウレア基含
有化合物を組合せることにより、初めて目的が達成出来
るものであり、どちらか一方が欠けても所期の目的は達
成されない。

ここで１史用する特殊複合カルシウム石けんの酸成分と
（７て１１、直鎖脂肪酸、芳香族カルボッ酸、はう酸、
アルケニルコハク酸の４成分があり、これらを同時に使
用することが必要である。

この酸のうちの直鎖Ｉｌｌ肪酸は、主として潤滑性を向
上させるために添加するものであり、この目的のために
直鎖脂肪酸としては、炭素数１〜２２が望ましく、特に
、酢酸、醋酸、パルミチン酸、ステアリン酸のほか、１
２−ヒドロキシステアリン酸も好ましい。

また、芳香族カルボン酸には、潤滑剤組成物中のミセル
構造の安定性寄与を期待し組成物全体の均一性を保つた
めに不可欠なもであって、安忍香１５Ｌｐ−１ミノ安息
香酸、ｐ−ターシャリ−ブチル安息香酸、ｐ−二１・口
安忌香酸、フタル酸などベンゼン核を有するカルボン酸
、特に１ｌｉｌｌｉのカルボン酸を使用することが望ま
しい。

さらに、はう酸は、高温下における付着性を維持させろ
ものであり、最後のアルケニルコハク酸には、潤滑性を
発揮させるほか、水を油剤中に抱き込む性質を有するこ
とから、低；温における付着性向上に対して効果的に寄
与させようとするものであって、アルケニル基の炭素数
が１〜２０の範囲であるものが望ましく、特に炭素数が
８〜１５であるものを使用したとき望ましい結果が得ら
れやすい。

なお、この場合、炭素鎖としては、直鎖あるいは側鎖の
どちら用いても有効である。

上記のような必須４成分の酸の複合カルシウム石けんを
基油中に均一に分散させることによって、はじめて、低
温から高温まで広範囲領域にわたって付着性および潤滑
性を発揮させ得るものである。

これらの酸は、カルシウムとによりカルシウム石鹸を構
成させるのであるが、カルシウムに対する必須４成分の
酸のモル比は、原則的にはあらゆる比率を包含する。

しかし、特にカルシウム１モルに対し、直ｆｆ１ｌｌｌ
肪酸０，２〜０．４モル、芳香族カルボン酸０゜１〜０
．４モル、はう酸０．１〜０．４モル、アルケニルコハ
ク酸０．３〜０．６モルの範囲で使用することが望まし
い。

また、このようにして形成した特珠痩合カルシウム石け
んの使用量は、０．５〜２０重量％、好ましい範囲とし
ては、２〜１２重旦％程度を使用する。

特殊複合カルシウム石けんの使用量が、基油に対して０
．５重量％より小としたときは、熱間圧延潤滑油剤とし
ての効果は期待出来ず、一方逆に２０重重景を超えて使
用したときは、−次性能としては良好な結果を示すとし
ても潤滑面への供給性に難点を有するようになる。

いずれにしても基油に対して配合する特殊複合カルシウ
ム石けんの使用量が多くなると、油剤の給油性能おいて
難点が現れる傾向が認められた。

この難点を解消するため、本発明においては特殊複合カ
ルシウム石けんを基油中に均一に分散して得た油剤に対
して、さらに別途１〜２０重量％のジウレア基含有化合
物を加又ることにより、−次性能の高温および低温時の
付着性と潤滑性を損なうことなく、給油性の良好な潤滑
剤組成物とする。

ンウレア基含有化合物（よ、モノアミンと芳香族ジイソ
シアネートから形成する。

ウレア基を有する有機化合物としては、１・りまたはテ
トラウレア基などのものも使用することが可能ではある
が、特殊複合カルシウム石けんに対する相溶性の観点か
らするとジウレア基のものを使用したときが一番好まし
い。

なお、ジウレア基を有する有機化合物であっても、芳香
族ジアミンと芳香族ジイソシアネ−１・からなる有機化
合物を用いたものは、基油と特殊複合カルシウム石けん
からなる油剤中に均一に分散させ得たものであっても、
潤滑面への給油性の著しい改善は認められなかった。

本発明でいうモノアミン頚としては、ヘキシルアミン、
オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン
、アイコシルアミン、ドデセニルアミン、アニリン、ト
ルイジン、ナフチルアミン、ベンジルアミン、獣脂アミ
ン等である。

また、芳舌族しイソシアネ−１・の具体例としては、ジ
フエニノシメタンー４，４′−ジイソシアネ−ｌ−、ト
リジンジイソレアネート、ナフチレン−１，５−ジイソ
ンアネー１−１Ｉ−リレンジイソシアネ−１・等である
。

本発明によりモノアミンと芳香族ジイソシアネートを使
用するときは、モノアミンと芳香族ジイソシアネ−１・
のモル比を２：　１とすると一番望ましい結果が得られ
やすい。

特殊複合カルシウム石けんとジウレア基含有化合物の重
量比は、あらゆる比率を包含するが、望ましくは、およ
そ２〜３：　１〜２の比率で使用すると好ましい結果が
得られる。

本発明の潤滑剤組成物の製造法は、基油に、特殊複合カ
ルシウム石けんとジウレア基含有化合物を加えて均一に
混練すればよく、具体的な製造工程については、一部の
基油中に規定量の直鎖脂肪酸、芳香族カルボン酸、はう
酸、アルケニルコハク酸および消石灰を加えて加熱ケン
化し、別に一部の基油中にてモノアミンおよび芳香族ジ
イソシアネ−１・を加えて反応させジウレア基を有する
有機化合物を生成させ、この両者に残部の基油、各種添
加剤を加えて十分に混練し、均一に調整する。

本発明においては、その他の添加剤として防錆剤、酸化
防止剤、耐摩耗剤、極圧添加剤などをさらに含有させる
ことができるのはいうまでもない。

〔実施例〕

以下、表中に示した組成からなる潤滑剤組成物を形成し
、これの各物性を求めて同じく表中に示した。

なお、各種物性、性能試験およびその評価は次のものに
準じておこなった。

（１）付着試験（Ａ）常温法 号−コＬ ＋００Ｘ　１００Ｘ　１　ｍの鋼板を１５０鵬ｐ−の速
度で移動しつつ、水を噴射してぬれた鋼板表面に、試料
を１００ｃｃ　／　１ｎにてエアースプレーし、鋼板付
着油量を重量（■）で求める。

評　価 ０５０ｒｎｇ／　１００ｃｄ以上　０３０〜５０＋ｎｇ
　／　１００ｃｒｊΔ１０〜３０＋ｎｇ　／　１００ｃ
ｄ　Ｘ　　ｌＯｎ＋ｇ　／　１ｏｏｃｉ以下（２）付着
試験（Ｂｌ高ｉｆｆ法 方　　ン去 １２０℃に加熱した１００Ｘ　１００Ｘ　Ｉｎｎの鋼板
を１５０ｍｐｍの速度で移動しつつ、試料を１００ｃｃ
　／　ｍｉｎにてエアースプレーし、鋼板付着油量を重
量で求める（Ａ　ｍｇ）。

次に、残ＫＢＦ　０６６５のノズルを用い、３ｋｇ／ｄ
と５秒間、２０ｃｍｇ１れた位置から２５℃の水を噴射
し、鋼板上の残油量を求める（　Ｂ　ａｇ）。

１一旦 ＯＡｍｇ／１００ｃｊが４０以上で、Ｂ　ｍｇ　／　］
００ｃｊが３０以以下　Ａ　ｍｇ　／　１００ｃｊが４
０以上で、Ｂ　＋ｎｇ　／　１１００ｃ！が２０〜３゜
ΔＡｍｇ／１００ｃ＋７が２０〜４０テ、Ｂ　ｍｇ　／
　１ｏｏｃｆが１０〜２゜ＸＡｍｇ／１００ｃｊが２０
以下で、Ｂ　ｍｇ　／　１００ｅｄ　カ１０以下（３）
熱間潤滑性能試験 互−蒸 加熱したテストピースを回転する上下２段ロールではさ
み、両端を固定して所定の荷重をかけスリップさせなが
ら給油し、そのときの摩擦係数、耐焼付性能を算出し、
この両者により高温条件下における潤滑性の総合評価を
行う。

ロール寸法　　　；８０鴫Ｘ　１２４順φロール材質　
　　；ブレーンロール テストピース　　；　５Ｓ−４１（２０ａｕａ　Ｘ　２
０鵬ＸＦ＋８０ｍｍ）ロール周速　　　；　６０ｍｐｍ 荷　　　　　重　　　　　；１ｔｏｎ テストピ一ス温度；８００℃ ｊ＠隙係　　の　　出　　法 給油しつつ荷重をかけて１０秒後のトルクと負荷荷重を
求め次式より算出する。

μ＝Ｔ／Ｒ−Ｗ Ｔ；軸トルク Ｒ；ロール径 Ｗ；負荷荷重 ・　　能　　　　　法 ■テストピースが規定の温度に達した後、給油しつつ規
定の荷重を加え１０秒間継続する。

■その後給油せず回転ｌ・ルクの急上昇する時点まで加
圧をつづける。この点を焼付とする。

■給油停止してから焼付くまでの時間を測定しこの時間
の秒数をもって耐焼付性能とする。

・評価　　摩擦係数　　　Ｎ（焼付性能（秒）Ｑ　　　
　　０．０９以下　　　　　　　５０以以下　　　　０
．０９〜０．１１　　　　　　３０〜５０Δ　　　０．
１１〜０．１３　　　　　　１０〜３０Ｘ　　　　　０
．１３以上　　　　　　　１０以下（４）均一給油性試
験 １−里 ２００ｃｃ　／　ｗｉｎになるように油剤圧力および空
気圧力を調整してエアースプレーし、このときのスプレ
ーが均−油滴状に噴霧されるか否かを確認する。

評価 ０　　均一に油滴状に噴霧する Ｏ　　均−噴霧されるも、付着状態が不均一×　　噴霧
状にならない 以上の結果をまとめて表示したものが次の表である。

この表から、基油に直鎮脂肪酸、芳香族カルボンｌ！Ｉ
Ｌ　ホウ酸、アルケニルコハク酸カルシウムからなる複
合カルシウム石けんとモノアミンと芳香族ジイソシアネ
−１−からなるジウレア基を有する有機化合物を表記し
た比率で均一に分散させて得た組成物である本発明の鋼
の熱間圧延潤滑組成物は、低温から高温まで優れた付着
性と潤滑性を有し、また、潤滑面への供給性も良好であ
ることが認められた。

〔発明の効果〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基油に直鎖脂肪酸、芳香族カルボン酸、ホウ酸およびア
   ルケニルコハク酸カルシウムからなる複合カルシウム石
   けんとモノアミンと芳香族ジイソシアネートとからなる
   ジウレア基を有する有機化合物を均一に分散させたこと
   を特徴とする鋼の熱間圧延用潤滑剤組成物。