(57)【要約】  水溶性圧延油組成物は、２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む。当該水溶性圧延油組成物は、具体的には冷間鋼圧延用途で使用するために設計された。圧延油配合物における特定の部分ポリオールエステルの使用は、ミル所有者の「プレートアウト」要件及び鋼板の表面品質に関する要件を満足し、それに対応して他の任意の水溶性圧延油組成物の要件、特には潤滑性を何ら損ねることがない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間鋼圧延用途で使用するための水溶性圧延油組成物であって、２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む、水溶性圧延油組成物。
【請求項２】
前記部分ポリオールエステルが、少なくとも１つの多価アルコールと少なくとも１つのモノカルボン酸の反応により得られた、請求項１に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項３】
前記多価アルコールが、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、及びペンタエリスリトールから選択された、請求項２に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項４】
前記少なくとも１つのモノカルボン酸が、１つ又は複数のポリ不飽和モノカルボン酸、又はポリ不飽和モノカルボン酸と非ポリ不飽和モノカルボン酸の混合物である、請求項２又は３に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１つのモノカルボン酸が、８〜２４個、好ましくは１０〜２０個の炭素原子を有する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項６】
前記ポリ不飽和モノカルボン酸が、ヤシ油、トップドヤシ油（topped coconut oil）、パーム核油、及びそれらの混合物から得られた、請求項４に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項７】
前記非ポリ不飽和モノカルボン酸が、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、水素化されたＣ１８モノマー酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、及びそれらの混合物から選択された、請求項４〜６のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項８】
前記部分ポリオールエステルが、ヤシ油又はトップドヤシ油と水素化されたＣ１８モノマー酸の混合物をトリメチロールプロパンと反応させることにより得られた、請求項１に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項９】
前記部分ポリオールエステル中のヤシ油又はトップドヤシ油と水素化されたＣ１８モノマー酸の混合比が、８０：２０ｗｔ％〜２０：８０ｗｔ％、好ましくは６０：４０ｗｔ％〜４０：６０ｗｔ％である、請求項９に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項１０】
前記部分ポリオールエステルが、２０〜５０ｗｔ％、好ましくは２０〜４０ｗｔ％のレベルで前記水溶性圧延油組成物中に存在している、請求項１〜９のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項１１】
前記部分ポリオールエステルが、２５〜４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項１２】
前記部分ポリオールエステルが、０．１〜５ｗｔ％、好ましくは０．１〜３ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項１３】
天然油／脂肪及び鉱油の形態の他のエステルをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項１４】
酸化防止剤、耐摩耗／極圧添加剤、及び乳化剤を含むある範囲の添加剤をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水溶性圧延油組成物。
【請求項１５】
２０〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルと、０〜２０ｗｔ％の天然油／脂肪の形態の他のエステルと、２０〜５０ｗｔ％の鉱油と、０．５〜１ｗｔ％の酸化防止剤と、２〜５ｗｔ％の少なくとも１つの耐摩耗／極圧添加剤と、５〜７ｗｔ％の少なくとも１つの乳化剤とを含む、水溶性圧延油組成物。
【請求項１６】
冷間鋼圧延用途において２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む、水溶性圧延油組成物の使用。
【請求項１７】
水と１〜４ｗｔ％の水溶性圧延油組成物とを含み、当該水溶性圧延油組成物が、冷間鋼圧延用途において２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む、水中油滴型エマルジョン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性冷間鋼圧延油組成物、及び水と水溶性冷間鋼圧延油とを含む水中油滴型エマルジョンに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間鋼圧延は、熱間圧延プロセスによって熱間鋼の厚い（例えば、２０ｃｍ）スラブから製造された約０．５〜１ｃｍ厚さの鋼板に適用され、当該鋼板を典型的には０．１５〜０．３５ｍｍのはるかにより軽いゲージまでさらに薄くすることができるプロセスである。冷間鋼圧延プロセスでは、それぞれの一連のロールを通して適用される負荷と、鋼板に適用される前方及び後方張力と、ロールを通過する圧延速度とのバランスにより、販売可能な品質の鋼板製品が得られる。圧延される鋼は、冷間圧延プロセスの際に高い応力を受け、次いで緩和されて確実に鋼がその指定用途のための適切な結晶形態になるようにしなければならない。緩和はアニーリングプロセスにより達成される。
【０００３】
冷間圧延されアニーリングされた鋼板の表面品質は、黒染色及び表面炭素残留物の存在によって損なわれる場合がある。このような鋼板の表面品質は、現在、ミルクリーンシートについて指定される表面炭素残留物の許容最大レベルが７ｍｇ／ｍ2である自動車用途の分野で使用するには適さない場合がある。しかしながら、このシートの表面品質要件は、絶えずより速い速度でミルを運転して産出量を改善し、ミルの電力消費を低減しかつ様々なより硬い鋼合金を圧延しようとするミル所有者にかけられるプレッシャーと直接的に矛盾しているように思われる。
【０００４】
このため、ミル所有者にかけられるプレッシャーに対処しようとして、圧延油の配合者はより多量の油を「プレートアウト」することのできる圧延油を配合することに至った。しかしながら、「プレートアウトされる」油の増加分は、鋼板の表面品質要件を満足させために、アニーリングプロセスの際、典型的にはバッチアニーリングプロセスに関して６００〜７００℃で容易に除去できることが必要である。
【０００５】
黒染色の斑点及び表面炭素残留物の生成について提案された１つの機構は以下のとおりである。冷間圧延プロセスの後、鋼板は、主として鉄の微粉と配合油の残留物で汚染されている。この配合油の残留物は、典型的に廃油、石鹸及び圧延プロセスの製品を含んでいることがある。１００℃以上の冷間圧延プロセスの際に生じる歪み及び摩擦熱は、数時間の間圧延コイルにおいて持続する場合がある。これらの条件下で、配合油残留物中の幾つかの成分を酸化及び重合すると、より揮発性でない高分子物質が形成される可能性がある。これらの反応は、触媒として作用する鉄微粉の存在下で促進される場合がある。これらのより揮発性でない高分子物質がアニーリングプロセスの際に炭化され、結果として黒染色の斑点及び表面炭素残留物が生成されると考えられる。
【０００６】
それゆえ、染色斑点及び表面炭素残留物は、冷間圧延プロセスの際に生じる熱と、冷間圧延プロセスにおける汚染物質と、圧延油配合物の組成との組み合わせの関数であると考えられる。
【０００７】
驚くべきことに、圧延油配合物において特定の部分ポリオールエステルを使用すると、ミル所有者の「プレートアウト」要件及び鋼板の表面品質に関する要件を満足し、それに対応して他の任意の水溶性圧延油組成物の要件、特には潤滑性を何ら損ねることがないことを見出した。
【発明の開示】
【０００８】
本発明によれば、冷間鋼圧延用途で使用するための水溶性圧延油組成物は、２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む。
【０００９】
本発明の範囲内で、ポリ不飽和は、モノ不飽和を除外するよう定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
部分ポリオールエステルは、少なくとも１つの多価アルコールと少なくとも１つのモノカルボン酸の反応により得ることができる。あるいはまた、少なくとも２つの部分ポリオールエステルを一緒に混合するか又は少なくとも１つの部分ポリオールエステルと少なくとも１つの完全にエステル化されたエステルの組み合わせを一緒に混合することにより得ることができる。
【００１１】
多価アルコールは、ジオール、トリオール、テトラオール及び／又は関連する二量体及び三量体であることができる。例としては、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、及びトリペンタエリスリトールである。好ましくは、多価アルコールは、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、及びペンタエリスリトールから選択され、特にはトリメチロールプロパンである。
【００１２】
部分ポリオールエステルのポリ不飽和は、少なくとも１つのモノカルボン酸から得られる。少なくとも１つのモノカルボン酸は、例えば、１つ又は複数のポリ不飽和モノカルボン酸、又はポリ不飽和モノカルボン酸と非ポリ不飽和モノカルボン酸の混合物であることができる。
【００１３】
ポリ不飽和又は非ポリ不飽和のモノカルボン酸は、幾つかのモノ不飽和の炭素−炭素結合を有することができ、直鎖及び／又は分枝鎖を有することができる。それは脂肪族又は芳香族であることができる。ポリ不飽和又は非ポリ不飽和の脂肪性モノカルボン酸は、好ましくは８〜２４個の炭素原子、より好ましくは１０〜２０個の炭素原子を有する。好適なポリ不飽和の脂肪性モノカルボン酸の例としては、ヤシ油、トップドヤシ油（topped coconut oil）（Ｃ８及びＣ１０の飽和脂肪酸成分を除去するようさらに処理されたヤシ油）、パーム核油、及びそれらの混合物から得られるものが挙げられる。好適な非ポリ不飽和の脂肪性モノカルボン酸の例としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、水素化されたＣ１８モノマー酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、及びそれらの混合物が挙げられる。水素化されたＣ１８モノマー酸は、オレイン酸を二量化し、次いでそれを水素化することにより得られるＣ１８モノマーの副産物である。
【００１４】
具体的に好ましい部分ポリオールエステルは、ヤシ油又はトップドヤシ油と水素化されたＣ１８モノマー酸の混合物をトリメチロールプロパンと反応させることにより得られる。部分エステル組成物中のヤシ油又はトップドヤシ油と水素化されたＣ１８モノマー酸の混合比は、好ましくは８０：２０ｗｔ％〜２０：８０ｗｔ％、より好ましくは６０：４０ｗｔ％〜４０：６０ｗｔ％である。
【００１５】
本発明による部分ポリオールエステルは、１５〜７０ｗｔ％、より好ましくは２０〜５０ｗｔ％、さらにより好ましくは２０〜４０ｗｔ％のレベルで水溶性圧延油組成物中に存在している。
【００１６】
部分ポリオールエステルは、２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、好ましくは２５〜４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。
【００１７】
部分ポリオールエステルは、０．０１〜８ｗｔ％、好ましくは０．１〜５ｗｔ％、より好ましくは０．１〜３ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する。
【００１８】
部分ポリオールエステルの４０℃における動粘度は、４０〜８０ｍｍ2／ｓ、好ましくは５０〜６０ｍｍ2／ｓであり、その流動点は−１０〜１０℃である。
【００１９】
水溶性圧延油組成物は、天然油／脂肪、例えば、ヤシ油、パーム油、獣脂、ひまわり油及び鉱油、特にはパラフィン系鉱油の形態の他のエステルをさらに含むことができる。
【００２０】
水溶性圧延油組成物は、ある範囲の添加剤をさらに含むことができる。好ましい添加剤としては、酸化防止剤、例えば、立体障害フェノール、アミノ酸化防止剤、及びブチル化ヒドロキシトルエン；耐摩耗／極圧添加剤、例えば、ジラウリルリン酸、リン酸トリ（２−エチルヘキシル）、リン酸トリクレジル、ジアルキル（又はジアリール）ジチオリン酸亜鉛、リン酸硫化脂肪油、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛、メルカプトベンゾチアゾール硫化脂肪油、及びアルキル又はアリールポリスルフィド；並びに乳化剤、例えば、ノニルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、ポリエチレングリコールエステル、合成アルコールエトキシレート、及び高分子界面活性剤が挙げられる。
【００２１】
本発明による典型的な水溶性圧延油組成物の例は以下のとおりである。
部分ポリオールエステル                ２０〜７０ｗｔ％
天然油／脂肪                          ０〜２０ｗｔ％
鉱油                                  ２０〜５０ｗｔ％
酸化防止剤                            ０．５〜１ｗｔ％
１つ又は複数の耐摩耗／極圧添加剤      ２〜５ｗｔ％
１つ又は複数の乳化剤                  ５〜７ｗｔ％
【００２２】
本発明の更なる実施態様によれば、水溶性圧延油組成物の使用は、冷間鋼圧延用途において２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む。
【００２３】
本発明の更なる実施態様によれば、水中油滴型エマルジョンは、水と１〜４ｗｔ％の冷間鋼圧延用途で使用するための水溶性圧延油組成物とを含み、当該水溶性圧延油組成物は、２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む。
【００２４】
水中油滴型エマルジョンは、２〜３ｗｔ％の水溶性圧延油組成物を含むことが好ましい。
【００２５】
本発明の更なる実施態様によれば、水中油滴型エマルジョンの使用は、水と１〜４ｗｔ％の水溶性圧延油組成物とを含み、当該水溶性圧延油組成物は、冷間鋼圧延用途において２０〜５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と０．０１〜８ｗｔ％のポリ不飽和レベルを有する１５〜７０ｗｔ％の部分ポリオールエステルを含む。
【００２６】
次に、本発明は、以下の例及び図を参照して例としてのみさらに説明される。
【実施例】
【００２７】
［例１］
水溶性圧延油組成物に関する高温の作用を擬態するインハウステストを行った。無希釈のエステル溶液をきれいで乾燥したアルミニウムトレーに薄膜として適用した。トレーを換気の良い場所においてホットプレート上で約３００℃に加熱し、この温度で１０分保持した。
【００２８】
図１は、本発明による部分ポリオールエステルである試料Ａと、冷間鋼圧延の水溶性圧延油組成物において商業的に用いられている比較のエステルである試料Ｂとに関する加熱プロセス後の２つのアルミニウムトレーを示している。試料Ａは、ｗｔ％比で６０：４０のトップドヤシ油と水素化されたＣ１８モノマー酸をトリメチロールプロパンと反応させることにより得られた部分ポリオールエステルである。試料Ａは、３６ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と２．４％のポリ不飽和レベルを有する。比較試料Ｂは、ユニケマより入手可能なＰＲＩＯＬＵＢＥ １４２７であり、８ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と１４％のポリ不飽和レベルを有するトリメチロールプロパンとオレイン酸のエステルである。
【００２９】
試料Ｂのアルミニウムトレーは暗色残留物の証拠を示しており、このような残留物は試料Ａのトレーに関してほとんど明白ではない。
【００３０】
［例２］
試料Ａ及びＢ並びに本発明による更なる試料、試料Ｃの清浄燃焼特性を測定する試験を行った。各試料２０〜２５ｍｇを、窒素流１００ｍｌ／分のもとで１０℃／分の速度で以って４０℃から６００℃に１５０μｌのアルミナカップにおいて加熱した。試料の種々の蒸発減量レベルに関して温度を測定した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2007501887.tif 000002
【００３２】
試料Ｃは、ｗｔ％比で４０：６０のトップドヤシ油と水素化されたＣ１８モノマー酸をトリメチロールプロパンと反応させることにより得られた部分ポリオールエステルである。それは４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価と１．６％のポリ不飽和レベルを有する。表の結果は、本発明による部分ポリオールエステルの使用によって比較のエステルに対して清浄燃焼特性が改善されたことを実証している。
【００３３】
［例３］
試料ＡとＢの摩擦係数は、ピンオンディスク法を用いて英国のＰＣＳ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓにより製造及び供給されているＭｉｎｉ−Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅにおいて４０℃の温度で決定した。ディスクは、粗度パラメータが１０ｎｍの滑らかな鋼ディスクである。適用される負荷は５Ｎであり、回転速度は、境界潤滑域と混合潤滑域の両方のもとでシステムが確実に操作されるように０．００２〜４ｍ／ｓを変化させた。その結果を表２と図２に示す。
【００３４】
【表２】
2007501887.tif 000003
【００３５】
表２と図２の結果は、本発明による部分ポリオールエステルを使用することで、比較のエステルに対して潤滑性が改善されたことを実証している。潤滑性の改善に対する水溶性圧延油組成物中の部分ポリオールエステルの寄与は、ミルに関する電力消費の低減、及び圧延金属の表面仕上げの改善に対応している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】例１で得られた結果の画像である。
【図２】例３で得られた結果のグラフである。
【図１】
2007501887.tif 000004
【図２】
2007501887.tif 000005
【国際調査報告】
2007501887.tif 000006
2007501887.tif 000007