(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性エマルション系潤滑油を用いるアルミニウムの冷間圧延方法において、被圧延材であるアルミニウムと圧延ロールが接触する冷間圧延部分に供給する水性エマルション系潤滑油が、油水分離した分離水および分離油について、少なくとも分離油は濾過した後、前記分離水と混合したものであり、前記冷間圧延部分以外に使用する水性エマルション系潤滑油が、前記油水分離前の水性エマルションを濾過したものであることを特徴とするアルミニウムの冷間圧延方法。
【請求項２】
前記被圧延材であるアルミニウムと圧延ロールが接触する冷間圧延部分に供給する水性エマルション系潤滑油が、乳化剤を含まず、自己乳化性を有する圧延油と水とを混合することによって形成される、油分濃度が２〜３０％、エマルション平均粒径が２０〜９０μｍ  のエマルションであることを特徴とする請求項１記載のアルミニウムの冷間圧延方法。
【請求項３】
前記冷間圧延部分以外に使用する水性エマルション系潤滑油の油分濃度が、前記被圧延材であるアルミニウムと圧延ロールが接触する冷間圧延部分に供給する水性エマルション系潤滑油の油分濃度以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウムの冷間圧延方法。
【請求項４】
前記冷間圧延部の上方に、前記冷間圧延部分以外に使用する水性エマルション系潤滑油の前記冷間圧延部への混入を防止する仕切部を設置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアルミニウム冷間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）の冷間圧延方法、特に、圧延潤滑性に優れ、かつ安定であり、板面の汚れが軽減でき、さらに、圧延後のエマルションの油水分離設備、濾過設備及び油水混合設備が安価で管理が容易であると共に、安定して循環使用できる水性エマルション系潤滑油を用いるアルミニウムの冷間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アルミニウムの冷間圧延では、良好な板面を得、圧延後の焼鈍工程において焼鈍残留物（オイルステイン）の発生を防止するために、２〜５ｍｍ２  ／ｓの低粘度鉱油が潤滑剤として用いられている。冷間圧延で低粘度鉱油を用いると、光沢性の良いアルミニウム板材を得ることができるばかりでなく、コスト面でも有利になる。しかし、高速・高圧下圧延では、圧延板材や圧延ロールに対する冷却能が劣るため、圧延板材や圧延ロールの温度上昇が著しく、形状制御が困難となったり、火災発生の危険性も生じたりするという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、アルミニウム用水溶性冷間圧延油が提案されており、当該アルミニウム用水溶性冷間圧延油を潤滑剤として用いることによって、圧延工程において圧延板材や圧延ロールの温度上昇を充分な程度に抑えることができ、上述したような問題を解決することができる。
【０００４】
しかし、これまでの水溶性冷間圧延油は、乳化剤を用いて形成された水中油滴型エマルションであり、この乳化剤が前述のオイルステインの原因になるという問題があった。この問題を解決するため、本発明者は、乳化剤を用いない水溶性冷間圧延油とその冷間圧延方法を提案している（特開平５−６５４９２号公報、特開平６−１０８０８３号公報、特開平６−１７０４０９号公報、特開平６−１７９８８８号公報）。
【０００５】
上記水溶性冷間圧延油は、特定のα一オレフィン、ポリブテンあるいはポリプロピレンなどを基油とし、アルコキシアルキルエステルなどを油性添加剤としたものである。この圧延油は、油（自己乳化性油）と水とを混合する混合機で高圧水中に圧送され、そこでエマルションを形成し、圧延に供される。また、常時圧延に供するエマルション性状を一定にし、油中のアルミニウム摩耗粉を精密濾過する目的で、圧延後のエマルションは、油水分離され、圧延油と水はそれぞれ濾過され、再びエマルションを形成し、循環使用されることになる。
【０００６】
ここで、圧延後のエマルションを油水分離する方法としては、遠心分離機による遠心分離や、固定式繊維膜分離機による静置分離が使用されるが、近年の板圧延量の急速な延びに起因した高速・高圧下圧延などによる生産性向上及びコスト低減の要求に対応するため、油水分離効率に優れ、かつ、安価で管理の容易な油水分離法の開発が強く望まれている。
【０００７】
遠心分離については、精度よく油と水に分離でき、設置面積も狭くてよいという利点はあるものの、装置が高価であるがゆえに上記要請に充分に応えるものとはいえない。一方、静置式油水分離については、設備費は安価であるものの、分離効率が悪く、設置面積を広く取る必要があるという問題がある。このように、遠心分離、静置式油水分離のいずれも一長一短であり、上記要請を満足するものとは言い難い。
【０００８】
これに対し、固定式繊維膜（ポリエステル系）分離は遠心分離及び静置式油水分離の両方の利点を同時に備えており、設備費が比較的安価であることに加え、分離効率にも優れている。ところが、固定式繊維膜（ポリエステル系）分離は、エマルション中のアルミニウム摩耗粉によって、目詰まりし易く、分離効率がすぐに低下するという問題があった。その対策として、分離工程の前にカートリッジフィルターを介してアルミニウム摩耗粉を除去することが考えられるが、ランニングコストや管理工数が増える他、それによって分離効率が変動してしまうなどの問題もあり、従来から知られている油水分離法を用いたのでは、高速・高圧下圧延などによる生産性向上及びコスト低減の要求に充分に対応することはできないのが現状である。これを解決するため、本発明者は、連続移動式繊維膜によって油水分離効率を改善できることを提案している（特願平８−２９８１７４８  号）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧延方法は、上記の如く、圧延に供したエマルションの全量を油水分離し、分離された油および水は全量濾過し、再び全量を油水混合し圧延に供する方法であるため、大規模なシステムとならざるを得ず、設備コスト、設備スペースの問題を無視すれば優れた方法であるものの、イニシャルコスト、ランニングコストあるいはメンテナンス等に多大な費用を要していた。このため、特に、近年では設備コストの低減や設備設置の省スペース化等の要求がますます高まっていた。また、圧延後のエマルションの一部を油水分離し、残りのエマルションをそのまま循環使用する方法も考えられるが、該残りのエマルションは精密濾過しないこととなり、圧延で発生するアルミニウム摩耗粉等の金属スラッジがエマルション中に蓄積し、このスラッジが板表面の品質を低下させてしまうという問題があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、冷間圧延部分に供給される水溶性エマルション系潤滑油の性状は常時安定で、板面に接触するエマルション中の金属スラッジ濃度も低濃度で安定とし、さらに、油水混合装置、油水分離装置及びそれに係る設備コスト並びにランニングコストの飛躍的な低減、それら設備の設置スペースの小規模化を可能とし、高速・高圧下で圧延を連続かつ安定して行うことができるアルミニウムの冷間圧延方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者は、鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、水性エマルション系潤滑油を用いるアルミニウムの冷間圧延方法において、被圧延材であるアルミニウムと圧延ロールが接触する冷間圧延部分に供給する水性エマルション系潤滑油が、油水分離した分離水および分離油について、少なくとも分離油を濾過した後、前記分離水と混合したものであり、前記冷間圧延部分以外に使用する水性エマルション系潤滑油が、前記油水分離前の水性エマルションを濾過したものであることを特徴とするアルミニウムの冷間圧延方法を提供するものである。
【００１２】
また、本発明に係るアルミニウムの冷間圧延方法においては、前記冷間圧延部の上方に、前記冷間圧延部分以外に使用する水性エマルション系潤滑油の前記冷間圧延部への混入を防止する仕切部を設置することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において、被圧延材であるアルミニウムと圧延ロールが接触する冷間圧延部分に供給する水性エマルション系潤滑油（以下、「潤滑クーラント」といもいう）が、油水分離した分離水および分離油について、少なくとも分離油を濾過した後、前記分離水と混合したものである。該水性エマルション系潤滑油は、乳化剤を含まず、自己乳化性を有する圧延油と水とを混合してエマルションを形成し得るものであればよく、特に、エマルション性状の安定化のため、弱い自己乳化性を有するものが好ましい。該自己乳化性を有する圧延油としては、基油及び油性添加剤を含有するものであり、基油としては、αオレフィン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン又はポリブテン等が挙げられ、また、油性添加剤として適切なアルコキシアルキルエステルとしては、例えば、カプリン酸メトキシエチル、カプリン酸メトキシエトキシエチル、カプリン酸エトキシエチル、カプリン酸エトキシエトキシエチル、カプリン酸プロポキシエチル、カプリン酸プロポキシエトキシエチル、カプリン酸ブトキシエチル、カプリン酸ブトキシエトキシエチル、カプリン酸ぺンチルオキシエチル、カプリン酸ぺンチルオキシエトキシエチル、カプリン酸へキシルオキシエチル、カプリン酸へキシルオキシエトキシエチル、ラウリン酸メトキシエチル、ラウリン酸メトキシエトキシエチル、ラウリン酸エトキシエチル、ラウリン酸エトキシエトキシエチル、ラウリン酸プロポキシエチル、ラウリン酸プロポキシエトキシエチル、ラウリン酸ブトキシエチル、ラウリン酸ブトキシエトキシエチル、ラウリン酸ぺンチルオキシエチル、ラウリン酸ぺンチルオキシエトキシエチル、ラウリン酸へキシルオキシエチル、ラウリン酸へキシルオキシエトキシエチル、ミリスチン酸メトキシエチル、ミリスチン酸メトキシエトキシエチル、ミリスチン酸エトキシエチル、ミリスチン酸エトキシエトキシエチル、ミリスチン酸プロホキシエチル、ミリスチン酸プロポキシエトキシエチル、ミリスチン酸ブトキシエチル、ミリスチン酸ブトキシエトキシエチル、ミリスチン酸ぺンチルオキシエチル、ミリスチン酸ぺンチルオキシエトキシエチル、ミリスチン酸へキシルオキシエチル、ミリスチン酸へキシルオキシエトキシエチル、パルミチン酸メトキシエチル、パルミチン酸メトキシエトキシエチル、パルミチン酸エトキシエチル、パルミチン酸エトキシエトキシエチル、パルミチン酸プロポキシエチル、パルミチン酸プロポキシエトキシエチル、パルミチン酸ブトキシエチル、パルミチン酸ブトキシエトキシエチル、パルミチン酸ぺンチルオキシエチル、パルミチン酸ペンチルオキシエト  キシエチル、パルミチン酸へキシルオキシエチル、パルミチン酸へキシルオキシエトキシエチル、ステアリン酸メトキシエチル、ステアリン酸メトキシエトキシエチル、ステアリン酸エトキシエチル、ステアリン酸エトキシエトキシエチル、ステアリン酸プロホキシエチル、ステアリン酸プロポキシエトキシエチル、ステアリン酸ブトキシエチル、ステアリン酸ブトキシエトキシエチル、ステアリン酸ペンチルオキシエチル、ステアリン酸ぺンチルオキシエトキシエチル、ステアリン酸へキシルオキシエチル、ステアリン酸へキシルオキシエトキシエチル等が挙げられる。なお、ア��コキシアルキルエステルの酸及びアルコールの炭化水素基は、直鎖炭化水素でも、側鎖を持った炭化水素でも良い。また、圧延油に含有するアルコキシアルキルエステルは、上記のものを単独で用いてもよく、これらを組み合わせて用いることもでき、その配合割合としては、圧延油中、３〜５０重量％とするのが好ましい。また、圧延油の好ましい例としては、αオレフィン４０〜９５質量％、アルコキシアルキルエステル５〜２０質量％、残部が精製鉱油；ポリプロピレン、ポリイソブチレン及びポリブテンから選ばれる１種以上８０〜９５質量％、アルコキシアルキルエステル５〜５０質量％；ポリプロピレン、ポリイソブチレン及びポリブテンから選ばれる１種以上８０〜９５質量％、アルコキシアルキルエステル５〜２０質量％、脂肪酸エステル０〜１０質量％；ポリプロピレン、ポリイソブチレン及びポリブテンから選ばれる１種以上５〜９０質量％、αオレフィン５〜９０質量％、アルコニシアルキルエステル、ネオペンチルグリコールエステル及びグリセリン誘導体から選ばれる１種以上２〜２０質量％等が挙げられる。
【００１４】
本発明において、潤滑クーラントのエマルション平均粒径は、２０〜９０μｍ  の範囲である。一般に、アルニミウムの冷間圧延において、エマルションの粒径は圧延潤滑性及び油水分離性に大きく影響を与える。エマルションの粒径が均一で、大きいほどロール表面又は被圧延材表面でのプレートアウト性（離水展着性）はよくなり、ロールバイト内（ロールと被圧延材の接触部内）への圧延油導入量が増加し、圧延潤滑性が向上する。さらに、ストークスの法則により油水分離性も向上する。このため、良好な圧延潤滑性と油水分離性を得るためには、上記範囲の粒径とすることが必要である。エマルションの平均粒径が２０μｍ未満では、油水分離性及び圧延潤滑性が悪く、プレートアウト性が低下する。一方、９０μｍを越えると、ロール表面と圧延されるアルミニウム材表面との界面に供給されるエマルションのプレートアウト性が不均一となり、部分的にロールバイト内への導入油量が増えるため、不均一にオイルピットや焼き付き不良が発生し、板面質が不均一となる。
【００１５】
また、油分濃度が、潤滑クーラント中、２〜３０％であり、好ましくは５〜１５％である。油分濃度が２％未満では、ロールバイト部でプレートアウトされた油量が充分ではなく、油膜切れが発生し易すくなり、潤滑不良により板面質が悪化する。一方、油分濃度が３０％を越えると、均一なエマルションを形成し難くなり、ロールバイト内では不均一な油膜が形成され板面質が悪化する。
【００１６】
上記エマルションの形成方法としては、特に制限されないが、自己乳化性を有する圧延油は、単純に水と混合するだけではエマルションとはならないことから、混合後に強攪拌等をする必要がある。強攪拌はホモミキサーなどで行うことができるが、特開平６−１７０４０９号公報に記載されている図２に示すような混合機を用い、ノズル直前で水に油を圧入するような形態で混合することが、均一なエマルションを形成し、かつ、これを供給できることからも好ましい。
【００１７】
本発明の圧延油供給システムの基本概念図を図１に示す。図１に示すシステムによれば、圧延に供された潤滑クーラントは、ロールスタンド４の下方の捕集槽１０内に流入し、ここから水性エマルション槽８に送られる。次に水性エマルション槽内のエマルションの一部が送り導管１１により油水分離装置１に送られ、ここで油水分離される。そして、分離された分離油は、濾過器２ａにより、分離水は必要であれば、濾過器２ｂでそれぞれ精密濾過された後、混合機３で混合されることによって、乳化剤を含まない平均粒径が２０〜９０μｍのエマルションが再生される。再生された潤滑クーラントは、再び圧延に供され、循環使用されることになる。一方、冷間圧延部分以外に使用する水性エマルション系潤滑油（以下、「冷却クーラント」ともいう）は水性エマルション層内のエマルションの他の一部として取り出し、送り導管１２によりエマルション濾過器９へ送られ、主に金属スラッジ等を濾過した後、ロールバイト部以外のロールに供給される。
【００１８】
本発明においては、上記の如く、冷却クーラントにより、ロールバイト部以外のロールを冷却するが、このようにしたのは、圧延速度と圧下率の上昇に対応するためである。すなわち、圧延速度が速いほど単位時間当たりの発熱量が多くなる。また、発熱は主に加工熱によるところが大きいため、当然圧下率が高いほど発熱量が多くなる。このように、ロール温度が上昇し、板の形状制御が困難となることを防止するためである。
【００１９】
上記冷却クーラントとしては、潤滑クーラントと同種の水系であればよいが、潤滑クーラントと同じ性状のエマルションが好ましい。また、冷却クーラントの油分濃度としては、潤滑クーラントの油分濃度以下とすることが好ましい。また、冷却クーラントの供給量としては、特に制限されず、ロールの発熱程度に合わせて適宜選択すればよいが、通常、潤滑クーラントの供給量の２倍〜１５倍の範囲で使用される。
【００２０】
本発明においては、冷間圧延部への冷却クーラントの混入を防止する必要がある。かかる混入防止方法としては、特に制限されないが、例えば、図３に示すように、前記冷間圧延部２５の上方、好ましくは上側バックアップロール２２の下方近傍に、仕切板２４を設置することが好ましい。冷却クーラントの混入を防止しないと、図４に示すように、冷却クーラントがバックアップロール２２に供給された後、落下し、潤滑クーラントの供給を妨げたり、或いは、板面２３に落下した冷却クーラントがロールバイト部に進入し、潤滑クーラントの性状を不均一にし、その結果、ロールバイト内への油の導入が妨げられ、圧延潤滑性に悪影響を及ぼす他、板面質が不均一となる。
【００２１】
上記仕切板２４の構造としては、冷間圧延部への冷却クーラントの混入を防止する構造であれば、特に制限されず、例えば、仕切板で捕集された冷却クーラントは仕切板の幅方向に流れるようにし、仕切板縁２４ａよりも外側でロールスタンド下へ流れるようにし、仕切板の入り側の上面は、冷却クーラントに接触しないようにすればよい。また、仕切板２４はバックアップロール２２又はワークロール２１に接触させた方が好ましいが、ロールに傷が入る場合は極少し隙間を開けてもよい。また、仕切板の設置位置は、潤滑クーラント供給部の上方であれば、如何なるところでもよい。
【００２２】
本発明において、前記潤滑クーラントは上述の如く、冷間圧延部に供給後、油水分離装置により、油水分離処理される。該油水分離方法としては、特に制限されず、遠心分離法、静置分離法、繊維膜分離法等が挙げられ、これらの単独使用又は複合して用いてもよい。
【００２３】
次いで、油水分離された分離油は、濾過装置により精密濾過される。濾過方法としては珪藻白土による濾過方法が好ましい。これにより、カートリッジフィルターではすぐに目詰まりするような１μｍ  径のアルミパウダーを白土の活性により吸着除去できる。濾過後の分離油中の水分量としては、少ないほど好ましいが、実用上、油中水分量は１０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００２４】
一方、冷却クーラントは、油水分離前の水性エマルションを濾過した後、ロールの冷却等に用いられる。該濾過はエマルションの状態で濾過するため、珪藻土濾過とすることが好ましい。これにより数μｍ  のアルミパウダーは除去できる。珪藻白土による濾過方法とすると、白土は水分を吸着してしまい、すぐに目詰まりを起こし使用できない。
【００２５】
本発明においては、上記システムを採用したことにより、潤滑クーラント中のアルミパウダー量を極力少なくし、且つ冷却クーラント中に比較的多くのアルミパウダー等があっても、仕切板によって、これら金属スラッジがアルミニウムの板面に接触することがなくなる。したがって、圧延後の板表面の品質を向上させることができる。また、潤滑クーラントの性状は常時安定で、金属スラッジ濃度も低濃度で安定なため、圧延後のクーラント全量を油水分離して、濾過、油水混合する必要がなくなり、油水混合装置、油水分離装置及びそれに係る設備コスト並びにランニングコストの飛躍的な低減、それら設備の設置スペースの小規模化を可能とし、高速・高圧下で圧延を連続かつ安定して行うことができる
【００２６】
また、本発明においては、前記潤滑クーラントを油水分離装置で分離された分離水も精密濾過することが好ましい。また、図１に示す濾過装置２ａ、２ｂの設置位置は、これに限定されず、分離油槽７及び分離水槽６の下流側にそれぞれ設置する形態でもよい。さらに、分離油槽７及び分離水槽６において、それぞれ循環濾過してもよい。
【００２７】
また、図１に示す分離油槽７及び分離水槽６には、新油及び新水を補給する導入管を設け、適宜これらを補給し、次いで混合装置で混合し、その後供給する形態としてもよい。また、バックアップロールに供給される冷却クーラントには、冷間圧延部に供給される潤滑クーラントの一部が混入してもかまわない。
【００２８】
また、上記循環システムで圧延を繰り返した場合、冷却クーラント中の金属スラッジが増加し、板面には悪影響を及ぼさないが、ロール類を汚す可能性がでてくる。この場合、定期的又は連続的にパーシャルダンプアウトを実施するのが好ましい。
【００２９】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって本発明を制限するものではない。
【００３０】
下記供試圧延油を調製し、潤滑クーラント及び冷却クーラントの油分濃度、エマルション平均粒径及び潤滑クーラントと冷却クーラント間の仕切板の有無が圧延潤滑性、板表面品質に及ぼす影響について評価した。実験条件及び評価条件を以下に示す。
【００３１】
（１）  供試圧延油
自己乳化性を有する圧延油として、炭素数１４のαオレフィン９０質量％、油性添加剤として、ミリスチン酸ブトキシエチル１０質量％からなる圧延油を用いた。
（２）  エマルションの形成
図２に示した混合機を用いて、１５％エマルションを形成した。また、圧延に供するエマルションの平均粒径は、圧入する油の圧力とノズルの変更によって、１５〜１００μｍに変化させた。エマルション平均粒径はレーザー式回折式粒度分布測定装置（堀場製作所社製ＬＡ７００）で測定した。
（３）  油分濃度条件
油分濃度は、図２に示した混合機で圧入する圧延油の流量変更によって、１〜３５％まで変化させた。
【００３２】
（４）  圧延潤滑性評価条件
被圧延材として、ＪＩＳ５０５２  アルミニウム合金材（板厚２．  ０ｍｍ、板幅４０ｍｍ、板長さ４５０ｍｍ）を用いて、ロール径１５５ｍｍ、ロール温度５０℃、ロール表面粗さＲａ０．４μｍのロールを有する圧延機で、圧延速度７０ｍ／分、圧下率５０％で圧延した。潤滑クーラント流量は、４Ｌ／分（上下含む）、冷却クーラント流量は、４〜２０Ｌ／分（上下含む）とした。圧延時の圧延潤滑性は、ロードセルにて測定した圧延荷重、板表面へ転写したロール表面の１００ｍｍ間隔の刻印痕から測定した先進率および圧延前後の板厚、ロール径からＢｌａｎｄ＆Ｆｏｒｄ式より求めた摩擦係数にて評価した。その良否は、摩擦係数が０．２以下を合格とし、０．２を越えると問題有りとした。なお先進率は次式（１）  式より求めた。
先進率（％）＝（Ｌ２  −Ｌ１  ）×１００／Ｌ１            （１）
Ｌ１  ：ロール表面の刻印痕間長さ（ｍｍ）
Ｌ２  ：圧延後の板表面上の刻印痕間の長さ（ｍｍ）
また、板面質は、板の幅方向３ケ所からサンプリングし、その面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて２００倍で観察した。３ケ所とも板面質（オイルピット）が同じの場合をＡ、やや不均一の場合であるが製品に問題がないレベルをＢ、不均一で製品に問題がある場合をＣとした。
【００３３】
（５）  光沢度変動：板面の光沢度を板幅方向および圧延方向の各３０ケ所について測定し、その光沢度変動＝（標準偏差／平均値）×１００（％）を算出した。測定方法は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１（鏡面光沢度測定方法）に準拠した。
【００３４】
実施例１〜６、比較例１〜７
（潤滑クーラントと冷却クーラントの流量が同じ場合）
潤滑クーラントと冷却クーラントの流量が同じ場合について、エマルション平均粒径おおび油分濃度の影響を評価した。結果を表１に示した。
表１より、冷却クーラントの油分濃度を０、すなわち水にした場合、やや摩擦係数が高くなる傾向にある（実施例２）。これは冷却クーラントが、潤滑クーラントを阻害あるいは薄めたためと考えられる。しかし、問題ないレベルである。これにより、冷却クーラントの油分濃度は、潤滑クーラントの油分濃度よりも低濃度であっても問題ないことがわかる。また、油分濃度の増加とともに摩擦係数は低くなる傾向があり、油分濃度が２〜３０％の範囲では、摩擦係数、板面質とも問題ないレベルである（実施例２〜４）。また、エマルション平均粒径が大きくなるほど、摩擦係数は減少する傾向がある（実施例３〜６）。これは、エマルション粒径が大きいほど、プレートアウト性が良くなり、ロールバイト内へ導入される圧延油量が多くなるためである。これにより、エマルション平均粒径は２０〜９０μｍの範囲では、摩擦係数は０．２以下、板面質は全てＡ、Ｂであり、また、表面光沢度の変動が１５％以下と全く問題ないレベルである。
【００３５】
一方、冷却クーラントが潤滑クーラントと同じであっても、エマルションの平均粒径が２０μｍ未満になると急激に摩擦係数は高くなることがわかる（比較例１）。冷却クーラントが水の場合、エマルション平均粒径が２０μｍ  未満であると、さらに摩擦係数は高くなり、一部焼き付きが見られ、板面質は悪化し、表面光沢度の変動も１５％を越えた（比較例２）。油分濃度を３５％にすると、摩擦係数はやや低減するが、面質が悪化することがわかる（比較例３及び５）。これは、表面光沢度の変動が１５％以上となっていることから、不均一なエマルションのため、板面のオイルピットの形成が不均一になったと考えられる。油分濃度が２％未満の場合、摩擦係数は非常に高くなり、面質も悪化することがわかる（比較例４及び６）。これはロールバイト内への導入油量が不足し、潤滑不足のためである。この場合の、潤滑不足気味の部分とそうでない部分とに表面光沢差が生じていることがわかる。エマルション平均粒径が９０μｍ  を越えると、摩擦係数はやや低くなるが板面質が悪化することがわかる（比較例７）。
【００３６】
【表１】
0003629704.tif 000002
【００３７】
以上の結果から、潤滑クーラントと冷却クーラントの流量が同じ場合、潤滑クーラントの油分濃度が２〜３０％、エマルション平均粒径が２０〜９０μｍ  の範囲にあれば、冷却クーラントの油分濃度が潤滑クーラントの油分濃度よりも低くても、圧延潤滑性および板面質に悪影響を及ぼさないことがわかる。
【００３８】
実施例７〜１１、比較例８〜１４
（冷却クーラント流量が潤滑クーラントよりも多い場合）
冷却クーラント流量が潤滑クーラントよりも多い場合について、冷却クーラントと潤滑クーラントとの間の仕切板の有無を評価した。結果を表２に示す。
冷却クーラントの流量が潤滑クーラント流量より多い場合でも、仕切板があれば、摩擦係数は０．１１〜０．１３の範囲で低く、板面質も良好であり、光沢度の変動も１５％以下で良好である（実施例７〜１１）。実施例８については、油分濃度が低いため、ロールバイト内への導入油量が少なくなり、板面質がやや悪化しているが、これでも問題ないレベルである。
【００３９】
比較例８〜１４ではエマルション平均粒径に関わらず、冷却クーラントの流量が潤滑クーラントの流量よりも多く、且つ、冷却クーラントのエマルション油分濃度が、潤滑クーラントの油分濃度よりも低い場合であっても、仕切板がなければ、全て摩擦係数は０．２以上となり、板面質はＣクラスとなり、表面光沢度の変動も１５％を越え、問題レベルになっていることがわかる。これは、仕切板がないため、冷却クーラントがロールバイトバイト部での潤滑クーラントを阻害し、ロールバイト内への導入油量を不均一にしたためと考えられる。
以上の結果より、冷却クーラントの油分濃度が潤滑クーラントの該濃度よりも低く、かつ、冷却クーラントの流量が潤滑クーラントよりも多い場合、仕切板がなければならないことが明らかである。
【００４０】
【表２】
0003629704.tif 000003
【００４１】
実施例１２、比較例１５
（連続循環試験による仕切板効果の確認）
図１に示したシステムを用い、仕切板の有無について、クーラントを連続使用し、潤滑クーラントおよび冷却クーラントのエマルション平均粒径、油分濃度、各クーラント中のアルミパウダー量及び圧延時の摩擦係数、圧延後の板面質、板面に付着したアルミパウダー量を求めた。実験条件を下記に示し、その結果を実施例１２は表３に、比較例１５は表４に示した。なお、クーラント中アルミパウダー量の測定は、１００ｍｌのクーラントに２０ｍｌの王水を加え、８０℃に加熱した後、水層側のアルミニウムを原子吸光分光分析にて定量した。また、板表面のアルミパウダ量は、圧延後の板表面（０．０５ｍ２）について、エタノールを浸した脱脂綿で拭き取り、その脱脂綿に付着したアルミパウダーを王水にて溶解し、原子吸光分光分析により定量した。
【００４２】
＜連続循環試験条件＞
▲１▼圧延条件
▲１▼圧延材；ＪＩＳ５０８２  アルミニウム合金、２．５ｍｍ（ｔ）、１００ｍｍ（Ｗ）コイル（１５  本）
▲２▼ロール径１５５ｍｍ、ロール表面粗さ０．４μｍ
▲３▼圧下率５０％、圧延速度３５ｍ／分
▲２▼圧延油：基油αオレフィン９５％、油性添加剤ミリスチン酸メトキシエトキシエチル５％
▲３▼エマルション：油分濃度１０％、温度３０°Ｃ、
▲１▼潤滑クーラント；図２に示す混合機にて、油圧力８ｋｇ／ｃｍ２  、油流量０．４  Ｌ／分、水圧力３ｋｇ／ｃｍ２  および水流量３．６Ｌ／  分とし、スプレーノズル（共立合金社製ＫＳＳ０４５０  ）を介してエマルションを作製した。
▲２▼冷却クーラント；エマルション槽からポンプにて、２０Ｌ／分の流量で供給
▲４▼油水分離条件
▲１▼遠心分離装置；αラバル社製ＷＳＰＸ３０３−７１型
▲２▼条件；遠心力１０００Ｇ、入り側流量；４Ｌ／  分
▲５▼濾過装置：三菱化工機社製シュナイダーフィルター
▲１▼プレコート更新時期；４ｋｇ／ｃｍ２
▲２▼白土；ガレオンアースＶ２Ｒ、珪藻土；中央シリカ＃６００Ｓ
▲３▼助剤；珪藻土：白土を６：４の割合で混合
▲４▼濾過流量；２Ｌ／分
【００４３】
表３から明らかなように、仕切板がある場合、コイル本数が増加しても、潤滑クーラントのエマルションの平均粒径および油分濃度は、それぞれ２９〜３０μｍ  、９．８〜１０．３％と極めて安定している。また、潤滑クーラント中のアルミパウダー量も１ｐｐｍ  以下であり、極めて良好である。これは、潤滑クーラント用に油水分離を行い、分離した油については珪藻白土でアルミパウダーを除去しており、また、分離された水についてはカートリッジフィルタ（１μｍ  径）でアルミパウダーを除去し、それらを再び油水混合装置でエマルションを形成するためである。冷却クーラントについては、循環回数の増加と共にエマルションタンクで油分が浮上し始め、コイル本数すなわち時間とともに油分濃度は低下してくる。また、油分の浮上は、粒径の大きいものから浮上するため、時間とともに、エマルションの平均粒径は小さくなる傾向がある。また、冷却クーラント中のアルミパウダー量は、コイル本数とともに増加する傾向がある。これは、冷却クーラントは珪藻土濾過のみのため、１μｍ  以下のようなアルミ粉は除去できず、蓄積するからである。このように、連続圧延した場合のエマルション性状変化に対して、仕切り板があると圧延時の摩擦係数および板面質には全く悪影響を及ぼさないことがわかる。さらに、板面アルミパウダー量も、全て１０ｍｇ／ｍ２  以下であり、非常にきれいな板であることがわかる。
【００４４】
一方、表４から明らかなように、エマルションの性状変化およびアルミパウダーの蓄積状態は実施例とほぼ同じであるが、仕切板がないと、２コイル圧延後から、摩擦係数が上がりはじめ、板面質に悪影響を及ぼすようになる。さらに、板面のアルミパウダー量については、コイル数とともに増加し、特に１０コイル圧延後から１５ｍｇ／ｍ２  を越えるようになり、板面は非常に汚れるようになる。
以上の結果より、仕切板を設ければ、圧延後のエマルションの一部について、油水分離し、分離水および分離油についてそれぞれ濾過した後、そのエマルションを再び潤滑クーラントとして用い、油水分離しない残りのエマルションについては冷却クーラントとして、再び冷間圧延に供することにより、連続的に圧延が可能である。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
【表４】
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【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明のアルミニウムの冷間圧延方法によれば、油水混合装置、油水分離装置およびそれに係わる設備コスト並びにランニングコストの飛躍的低減およびそれら設備の設置スペースの小規模化が可能となり、アルミニウムの冷間圧延が高速・高圧下で連続かつ安定に行うことができ、板面の表面光沢が均一でかつ板面に付着するアルミニウム摩耗粉等の汚れが少ない板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアルミニウムの冷間圧延方法を実施する装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るアルミニウムの冷間圧延方法に使用するのに好適な油水混合機の構成を示す断面図である。
【図３】潤滑クーラント及び冷却クーラントを上ロールに供給する概念図である。
【図４】図３において、仕切板を設置した場合である。
【符号の説明】
１                分離槽
２ａ、２ｂ        濾過装置
３                混合機
４                ロールスタンド
５                ノズル
６                水槽
７                油槽
１１                潤滑クーラント送り導管
１２                冷却クーラント送り導管
２１                ワークロール
２２                バックアップロール
２３                非圧延材
２４                仕切板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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