(57)【要約】基油と共に、主骨格が飽和又は不飽和の炭化水素鎖からなる炭素数１２〜２８の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数１〜９の脂肪族アルコールとから得られたジエステル０．５〜３０質量％及びリン系化合物０．０１〜５．０質量％を含む冷間圧延油組成物である。耐ヒートスクラッチ性能（圧延性）に優れ、圧延板の光沢むらを抑制することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油と共に、（Ａ）主骨格が飽和又は不飽和の炭化水素鎖からなる炭素数６〜２８の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数１〜９の脂肪族アルコールとから得られたジエステル０．５〜３０質量％及び（Ｃ）リン系化合物０．０１〜５．０質量％を含むことを特徴とする冷間圧延油組成物。
【請求項２】
（Ａ）成分のジエステルにおける脂肪族ジカルボン酸の炭化水素鎖が分岐状である請求項１記載の冷間圧延油組成物。
【請求項３】
さらに（Ｂ）炭素数１３〜４８のモノエステル０．５〜４０質量％を含むことを特徴とする請求項１記載の冷間圧延油組成物。
【請求項４】
（Ａ）成分のジエステルにおける脂肪族ジカルボン酸が炭素数１２〜２８の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数１〜６の直鎖状脂肪族アルコールとから得られたジエステルである請求項１記載の冷間圧延油組成物。
【請求項５】
（Ａ）成分のジエステルにおける脂肪族ジカルボン酸が飽和脂肪族ジカルボン酸である請求項１記載の冷間圧延油組成物。
【請求項６】
（Ｃ）成分のリン系化合物が、正リン酸エステル、そのアミン塩及びアルキルチオホスフェートの中から選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の冷間圧延油組成物。
【請求項７】
（Ｃ）成分のリン系化合物が、正リン酸エステルのアミン塩である請求項１記載の冷間圧延油組成物。
【発明の詳細な説明】
背景技術
本発明は冷間圧延油組成物に関し、さらに詳しくは、耐ヒートスクラッチ性能（圧延性）を向上させると共に、特にステンレス鋼材の圧延板の光沢むらを抑制し得る冷間圧延油組成物に関する。
金属材料の圧延において、圧延が正常に行われている際に圧延材が通過した部分のワークロールには、ロールコーティングと呼ばれる一定の色調で着色する現象が生じる。このロールコーティングは、該ワークロールが圧延材に常に直接接触していることから、圧延性や圧延製品の表面性状と大きな関係がある。
前記ワークロールは、金属材料を圧延することにより、摩擦熱や加工熱で熱膨張するため、板幅方向の圧延圧力が不均一となり、ロールコーティングむらが生じやすくなる。このコーティングむらは、転写により圧延板の表面にむらを生じさせて光沢むらを引き起こし、特に高い表面品質が要求されるステンレス鋼などの金属材料の圧延においては大きな問題となる。
ところで、ステンレス鋼などの硬い金属材料の圧延においては、材料との接触面積を小さくして、単位面積当たりに高荷重をかけられる小径ロールをワークロールに用いることが多い。しかしながら、ロールの径が小さいと、ロール自体の剛性が低く、大径の中間ロールやバックアップロールで補強することが必要となる。
このような形式の圧延機としては、例えばクラスタータイプの圧延機が知られている。このクラスタータイプの圧延機においては、バックアップロールは、軸方向に５個以上のロールに分割されており、これらは分割バックアップロールと呼ばれる。この分割バックアップロールは、特殊設計円筒コロ軸受けからなるクラウン調整機能を有し、各軸受けの押し出し量が、偏心ブッシュ機構により、それぞれ独立して操作できるため、ワークロールに多様なクラウンパターンを作ることができ、圧延板の形状制御も可能となる。分割バックアップロール形式の圧延機では、中間ロールを介して分割バックアップロールがワークロールに接触する部分と、そうでない部分があり、それが原因で前述のロールコーティングにむらを発生させることがある。そして、このロールコーティングむらが、圧延板に転写されて圧延板表面に光沢むらが発生する原因となる。
一方、このような金属材料の圧延加工に用いられる圧延油の性能としては、圧延性に優れること、すなわち低圧延荷重で高圧下率が得られ、また苛酷の条件下でヒートスクラッチを生じないことなども要求される。
発明の開示
本発明は、このような状況下で、分割バックアップロールのロールコーティングむらによる圧延板の光沢むらの低減、ワークロールの幅方向でのロールコーティングむらによる圧延板の光沢むらの低減及び耐ヒートスクラッチ性能（圧延性）の向上を図ることができる冷間圧延油組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記の優れた機能を有する冷間圧延油組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、基油と共に、炭素数が特定の範囲にある、分岐状脂肪族ジカルボン酸と直鎖状脂肪族アルコールとから得られたジエステル、炭素数が特定の範囲にあるモノエステル及びリン系化合物を、それぞれ所定の割合で含む組成物により、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）基油と共に、（Ａ）主骨格が飽和又は不飽和の炭化水素鎖からなる炭素数６〜２８の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数１〜９の脂肪族アルコールとから得られたジエステル０．５〜３０質量％及び（Ｃ）リン系化合物０．０１〜５．０質量％を含むことを特徴とする冷間圧延油組成物、
（２）（Ａ）成分のジエステルにおける脂肪族ジカルボン酸の炭化水素鎖が分岐状である上記（１）記載の冷間圧延油組成物、
（３）さらに（Ｂ）炭素数１３〜４８のモノエステル０．５〜４０質量％を含むことを特徴とする上記（１）記載の冷間圧延油組成物、
（４）（Ａ）成分のジエステルにおける脂肪族ジカルボン酸が炭素数１２〜２８の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数１〜６の直鎖状脂肪族アルコールとから得られたジエステルである上記（１）記載の冷間圧延油組成物、
（５）（Ａ）成分のジエステルにおける脂肪族ジカルボン酸が飽和脂肪族ジカルボン酸である上記（１）記載の冷間圧延油組成物、
（６）（Ｃ）成分のリン系化合物が、正リン酸エステル、そのアミン塩及びアルキルチオホスフェートの中から選ばれる少なくとも一種である上記（１）記載の冷間圧延油組成物、および
（７）（Ｃ）成分のリン系化合物が、正リン酸エステルのアミン塩である上記（１）記載の冷間圧延油組成物、
を提供するものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明の冷間圧延油組成物においては、基油として鉱油及び／又は合成油を使用することができる。
前記鉱油としては、種々のものを挙げることができる。例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油あるいはナフテン基系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがって精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤精製油、水添精製油、脱ロウ処理油、白土処理油等を挙げることができる。
また、合成油としては、例えば、炭素数８〜１４のポリ−α−オレフィン、オレフィンコポリマー（例えば、エチレン−プロピレンコポリマーなど）、あるいはポリブテン、ポリプロピレン等の分岐オレフィンやこれらの水素化物、さらにはポリオールエステル（トリメチロールプロパンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルなど）等のエステル系化合物、アルキルベンゼン等を用いることができる。
本発明においては、基油として、前記鉱油を一種用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよく、前記合成油を一種用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、該鉱油一種以上と合成油一種以上を併用することもできる。そして、該基油としては、温度４０℃における動粘度が、１〜３０ｍｍ２／ｓの範囲にあるものが好ましい。この動粘度が１ｍｍ２／ｓ未満では引火点が低く、引火による火災などの危険性が増すおそれがあり、一方、３０ｍｍ２／ｓを超えると、圧延板表面にオイルピットが発生して光沢度が低下したり、巻きズレが発生するなどの不具合が生じる原因となる場合がある。より好ましい動粘度は、４〜２０ｍｍ２／ｓである。
本発明の組成物においては、（Ａ）成分として、主骨格が飽和又は不飽和の炭化水素鎖からなる炭素数６〜２８の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数１〜９の脂肪族アルコールとから得られたジエステルが用いられる。
前記脂肪族ジカルボン酸が、炭素数６未満のものでは耐ヒートスクラッチ性能に劣り、一方２８を超えるものは、特に低粘度の基油を用いた場合にジエステルの溶解性が悪くなる。好ましい炭素数は、１２〜２８であり、さらに好ましくは１４〜２４であり、特に１６〜２０が好ましい。
また、該脂肪族ジカルボン酸は、分岐鎖を有することが好ましく、分岐鎖を有することにより、ジエステルの溶解性が良くなり、所望の性能を有する圧延油組成物が容易に得られるという利点がある。
本発明においては、前記脂肪族ジカルボン酸として、飽和及び不飽和のいずれも用いることができるが、これらの中で飽和脂肪族ジカルボン酸が好ましい。この飽和脂肪族ジカルボン酸としては、例えば一般式（Ｉ）
2003097774.tif 000002
（式中、ｋは０〜３の整数、ｍ及びｎは、それぞれ１〜２３の整数を示し、ｋとｍとｎとの合計は８〜２４の整数である。）
で表される化合物を好ましく挙げることができる。
本発明において、（Ａ）成分であるジエステルに用いられる、主骨格が飽和又は不飽和の分岐状炭化水素鎖からなる炭素数６〜２８の脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、下記の化学式
2003097774.tif 000003
で表される化合物などを挙げることができる。
一方、脂肪族アルコールとしては、炭素数１〜９のものが用いられる。この炭素数が９を超えるものではジエステルの溶解性が悪くなる。好ましい炭素数は１〜６、さらに好ましくは１〜４である。また、該脂肪族アルコールは直鎖状であることが好ましい。分岐鎖を有するものでは、耐ヒートスクラッチ性能が劣る場合がある。
このような直鎖状脂肪族アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどを挙げることができる。
本発明においては、（Ａ）成分として、前記の脂肪族ジカルボン酸と脂肪族アルコールから得られたジエステルが用いられるが、該ジエステルは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、圧延油組成物における該ジエステルの含有量は、０．５〜３０質量％の範囲で選定される。この含有量が０．５質量％未満では圧延板の光沢むらの低減及び耐ヒートスクラッチ性能の向上効果が充分に発揮されず、本発明の目的が達せられない。一方３０質量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。該ジエステルの好ましい含有量は、１〜２０質量％の範囲であり、特に１〜１５質量％の範囲が好ましい。
本発明の組成物においては、さらに（Ｂ）成分として、炭素数１３〜４８のモノエステルを含むことが好ましい。このモノエステルを、前記（Ａ）成分のジエステルと組み合わせて用いることにより、ジエステルを単独で用いる場合に比べて、より一層の光沢むらの低減及び耐ヒートスクラッチ性能の向上効果が発揮される。しかも、このモノエステルを用いることにより、ジエステルの使用量を低減させることができる。
前記（Ｂ）成分のモノエステルとしては、例えば一般式（ＩＩ）
2003097774.tif 000004
（式中、Ｒは炭素数１１〜２２のアルキル基、Ｒ１は炭素数１〜２５のアルキル基を示し、ＲとＲ１の合計炭素数は１２〜４７である。）
で表される化合物を挙げることができる。
前記一般式（ＩＩ）で表されるモノエステルの好ましい炭素数は１３〜３６の範囲である。該モノエステルの具体例としては、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、パルミチン酸オクチルなどが好ましく挙げられるが、これらの中で、性能及び入手の容易さなどの点から、ステアリン酸ブチルが好ましい。
本発明においては、（Ｂ）成分として、前記モノエステルを一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、圧延油組成物における該モノエステルの含有量は、０．５〜４０質量％の範囲が好ましい。この含有量が０．５質量％未満では圧延板の光沢むらの低減及び耐ヒートスクラッチ性能の向上効果が充分に発揮されず、本発明の目的が達せられない場合がある。一方４０質量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる上、低温流動性が悪化する場合がある。該モノエステルの好ましい含有量は、３〜３０質量％の範囲であり、特に５〜２０質量％の範囲が好ましい。
本発明の組成物においては、（Ｃ）成分としてリン系化合物が用いられる。このリン系化合物としては、特に制限はなく、例えば正リン酸エステル、そのアミン塩、アルキルチオホスフェートなどが好ましく用いられ、これらの中でも正リン酸エステルのアミン塩が好ましい。
前記正リン酸エステルとしては、例えば一般式（ＩＩＩ）
2003097774.tif 000005
で表される化合物を挙げることができる。
前記一般式（ＩＩＩ）で表される正リン酸エステルにおいて、Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素原子又は炭素数４〜２０の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよいが、その中の少なくとも１つは炭素数４〜２０の炭化水素基であることが好ましい。炭素数４〜２０の炭化水素基としては、炭素数４〜２０の直鎖状、分枝鎖状若しくは環状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数７〜２０のアルキルアリール基、炭素数７〜２０のアリールアルキル基などを挙げることができる。これらのうち、炭素数７〜２０のアルキルアリール基が好ましい。このようなものの具体例としては、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、エイコシル基、フェニル基、メチルフェニル基、イソプロピルフェニル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられ、これらのうち特にメチルフェニル基、イソプロピルフェニル基が好ましい。
また、正リン酸エステルのアミン塩としては、一般式（ＩＶ）
2003097774.tif 000006
で表される化合物を挙げることができる。
前記一般式（ＩＶ）において、Ｒ５は炭素数４〜２０の炭化水素基であり、炭素数８〜１８の炭化水素基が好ましく、炭素数１２〜１８の炭化水素基がさらに好ましい。Ｒ６は炭素数４〜２０の直鎖状、分岐鎖状、環状のアルキル基又はアルケニル基であり、炭素数８〜１８のもの、さらには炭素数１２〜１６の直鎖状、分岐鎖状、環状のアルキル基又はアルケニル基であることが好ましい。ａ及びｂはそれぞれ１又は２であり、複数のＲ５は同一でも異なっていてもよく、また複数のＲ６は同一でも異なっていてもよい。
前記Ｒ５で表される炭素数４〜２０の炭化水素基については、前述の一般式（ＩＩＩ）におけるＲ２〜Ｒ４のうちの炭素数４〜２０の炭化水素基の説明と同じである。またＲ６としては、例えばブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、エイコシル基などが挙げられる。
一方、アルキルチオホスフェートとしては、アルキル基が炭素数４〜２０の直鎖状、分岐鎖状、環状の飽和又は不飽和基である各種のモノチオホスフェート、ジチオホスフェート、トリチオホスフェートなどを挙げることができる。ここで、該アルキル基としては、前記一般式（ＩＶ）におけるＲ６の説明において、例示した基と同じものを挙げることができる。
本発明においては、この（Ｃ）成分のリン系化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、圧延油組成物における該リン系化合物の含有量は、０．０１〜５．０質量％の範囲で選定される。この含有量が０．０１質量％未満では光沢むらの抑制効果が充分に発揮されず、一方５．０質量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。該リン系化合物の好ましい含有量は、０．０２〜４質量％の範囲であり、特に０．１〜３質量％の範囲が好ましい。
本発明の組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により各種添加剤、例えば酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、消泡剤などを単独又は二種以上組み合わせて、適宜含有させることができる。
前記酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミンなどのアミン系、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフェノール系、及び硫黄系などが、防錆剤や腐食防止剤としては、例えばソルビタンエステル、中性アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属スルホネート、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属フェネート、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属サリチレート、チアジアゾール、ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。また、消泡剤としては、例えばジメチルポリシロキサン、フルオロエーテルなどが挙げられる。
これらの必要に応じて用いられる添加剤の合計含有量は、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がさらに好ましい。
本発明の圧延油組成物においては、その粘度については特に制限はないが、潤滑性と板表面光沢を得るために、１〜２０ｍｍ２／ｓの範囲が好ましく、特に２〜１０ｍｍ２／ｓの範囲が好ましい。
このような組成を有する本発明の冷間圧延油組成物は、以下に示す効果を奏する。
（１）分割バックアップロールを用いた形式の圧延機で、分割バックアップロールによる形状制御を実施しながらも、ロールコーティングむらや圧延板の光沢むらを減少させることができる。すなわち、圧延製品の形状と表面品質（光沢むら）を改善することができる。
（２）圧延速度を上げると、圧延時の単位時間当たりの発熱量が大きく、ロールの蓄熱が大きくなって板幅方向の熱膨張が不均一となるので、ロールコーティングむらや圧延板の光沢むらが生じやすくなるが、本発明の圧延油組成物を用いることにより、圧延速度を上げても光沢むらが生じにくくなる。
（３）耐ヒートスクラッチ性能が向上する。
（４）上記（１）〜（３）より、生産性の向上と製品の品質向上とを両立させることができる。
本発明の冷間圧延油組成物が適用される金属材料については特に制限はないが、金属材料の中でもステンレス鋼材に適用するのが好ましい。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１−９及び比較例１−５
（１）冷間圧延油組成物の調製
４０℃の動粘度が８．０ｍｍ２／ｓのパラフィン基系鉱油に対し、第１表に示す成分を、組成物全量に基づき第１表に示す量で配合することにより、冷間圧延油組成物を調製した。
なお、使用した成分は、次のとおりである。
モノエステル：ステアリン酸ブチル
2003097774.tif 000007
で表される分岐鎖を有する脂肪族ジカルボン酸とメチルアルコールとのジエステル（特公平７−４５６７４公報第１表のＡを使用）
2003097774.tif 000008
で表される分岐鎖を有する脂肪族ジカルボン酸とメチルアルコールとのジエステル（特公平７−４５６７４公報第１表のＩを使用）
ジエステル３：アジピン酸ジイソノニル（ＤＩＮＡ）
ＴＣＰ：トリクレジルホスフェート
リン酸エステルのアミン塩：ジオレイルアシッドホスフェートの炭素数１２〜１４のアルキルアミン塩
（２）圧延実験
第２表に示す圧延実験条件で、第３表に示すパススケジュールに従って圧延実験を行い、３パス目で高速圧延時の光沢むらを評価し、４パス目に押し付けロール（外径１３５ｍｍ、幅１０ｍｍ）を１９．６ｋＮで押し付けて分割ロールの接触部分、非接触部分の光沢むらを評価した。さらに、５パス目でヒートスクラッチ限界圧下率を求め、耐ヒートスクラッチ性能を評価した。（第５１回塑性加工連合講演会（２０００．１１．３〜５）予稿集、３０３〜３０４頁「ステンレス冷間圧延における分割ロールによる表面光沢むらのシミュレーション」参照）
結果を第１表に示す。なお、光沢むらは、目視により、下記の４段階評価を行った。
０：むらなし
１：かすかにむらあり
２：はっきりとしたむらが確認できる
３：強度のむらが認められる。
2003097774.tif 000009
2003097774.tif 000010
2003097774.tif 000011
2003097774.tif 000012
2003097774.tif 000013
産業上の利用可能性
本発明によれば、分割バックアップロールのロールコーティングむらによる圧延板の光沢むらの低減、ワークロールの幅方向でのロールコーティングむらによる圧延板の光沢むらの低減及び耐ヒートスクラッチ性能（圧延性）の向上を図ることができ、特にステンレス鋼材の圧延に好適な冷間圧延油組成物を提供することができる。
【国際調査報告】
2003097774.tif 000014
2003097774.tif 000015
2003097774.tif 000016
2003097774.tif 000017