(57)【要約】【課題】本発明は、圧延される種々の肉厚及びロール延伸に応じた幅広い鋼質に用いることができ、熱的に安定で、肉厚及び／又は鋼質が変化しても均一な圧延結果が得られ、圧延ストックに望ましくない炭化を引き起こさない高温潤滑剤を提供する。【解決手段】本発明の高温潤滑剤は、固形分に対する重量％で、４０〜９０重量％のグラファイト（ａ）、２〜５０重量％の有機発泡剤（ｂ）及び５〜５０重量％の無機分離剤（ｃ）を少なくとも含み、有機発泡剤（ｂ）は、メラミン、メラム、メレム、メロン、リン酸塩鎖の長さがｎ＝１〜１０００の範囲内の上記化合物のリン酸塩及びポリリン酸塩、上記化合物とシアヌール酸又はイソシアヌール酸との反応生成物及び付加物、ならびに上記の混合物、からなる群より選択され、無機分離剤（ｃ）は、層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸塩の混合物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炭素鋼および炭素鋼の熱成形用高温潤滑剤であって、該高温潤滑剤が、固形分に対する重量％で、４０〜９０重量％のグラファイト（ａ）、２〜５０重量％の有機発泡剤（ｂ）、および５〜５０重量％の無機分離剤（ｃ）を少なくとも含むと共に、
前記有機発泡剤（ｂ）が、
メラミン、メラム、メレム、メロン、
リン酸塩鎖の長さがｎ＝１〜１０００の範囲内である、上記化合物のリン酸塩およびポリリン酸塩、
上記化合物とシアヌール酸またはイソシアヌール酸との反応生成物および付加物、ならびに
上記の混合物、からなる群から選択され、
前記無機分離剤（ｃ）が、層状ケイ酸塩または層状ケイ酸塩の混合物である高温潤滑剤。
【請求項２】
さらに１〜２０重量％の有機接着剤（ｄ）を含み、該有機接着剤（ｄ）が、アルキレンホモポリマーおよびコポリマーから選択される、請求項１に記載の高温潤滑剤。
【請求項３】
さらに２〜１５重量％の無機または有機の安定剤（ｅ）を含み、該安定剤が、多糖類、アルキルセルロース、ヒドロキシセルロース、および粘土鉱物から選択される請求項１および２のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項４】
前記高温潤滑剤が、グラファイト（ａ）を５０〜８０重量％含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項５】
前記グラファイト（ａ）が、結晶グラファイトまたはマクロ結晶グラファイトであり、好ましくは結晶天然グラファイトまたはマクロ結晶天然グラファイトであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項６】
前記グラファイト（ａ）の純度が、グラファイトの炭素分に関して９０％より高い、好ましくは９５％より高いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項７】
前記グラファイト（ａ）の平均粒径（ｄ５０）が、５〜４０μｍ、好ましくは１０〜２５μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項８】
前記グラファイト（ａ）が、不純物または混合物として、２．０重量％未満、好ましくは１．５重量%未満、特に好ましくは０．２重量％未満の量のシリコンを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項９】
前記高温潤滑剤が、前記有機発泡剤（ｂ）を３〜１０重量％、好ましくは４〜６重量％含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１０】
前記有機発泡剤（ｂ）が、７０重量％より多く、好ましくは８０重量％より多く、特に好ましくは９０重量％より多いメラミンイソシアヌレートを含み、さらに特に好ましくは１００重量％のメラミンイソシアヌレートからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１１】
前記高温潤滑剤が、前記無機分離剤（ｃ）を１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３０重量％含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１２】
前記無機分離剤（ｃ）が、無アルカリ含水層状ケイ酸塩から選択されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１３】
前記無機分離剤（ｃ）が、カオリナイト、アンティゴライト、ハイドロハロイサイト、蛇紋石、グリーナライト、パイロフィライト、タルク、マーガライト、バーミキュライト、須藤石およびクロライトから選択され、好ましくはカオリナイトおよび／またはアンティゴライトであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１４】
前記無機分離剤（ｃ）が、ダブル−シングル層（double-single sheet）を有する無アルカリ含水層状ケイ酸塩から選択されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１５】
前記無機分離剤（ｃ）の平均粒径（ｄ５０）が、０．５〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、特に好ましくは１〜７μｍであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１６】
前記高温潤滑剤が、接着剤（ｄ）を２〜１０重量％、好ましくは２〜５重量％含むことを特徴とする請求項２〜１３のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１７】
前記有機接着剤（ｄ）が、アリールアルケン、α，β−不飽和酸およびエステル、β，γ−不飽和酸およびエステル、アルケン、ビニルエステル、ビニルアルコール、不飽和二塩基酸およびエステル、アルキルエステル、ならびに非環式酸およびエステル、のホモポリマーおよびコポリマーから選択されることを特徴とする請求項２〜１６のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１８】
前記有機接着剤（ｄ）が、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピオン酸ビニル、メタクリル酸メチルとスチレンのコポリマー、メタクリル酸メチルとα−メチルスチレンのコポリマー、ポリフタル酸ジアリル、ポリプロピレン、スチレンとブタジエンのコポリマー、ポリメタクリル酸メチル、酢酸ビニルとマレイン酸ジブチルのコポリマー、酢酸ビニルとエチレンのコポリマー、およびポリイソブチレンから選択されることを特徴とする請求項２〜１７のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項１９】
前記高温潤滑剤が、安定剤（ｅ）を３〜１０重量％、好ましくは４〜６重量％含むことを特徴とする請求項３〜１７のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項２０】
前記安定剤（ｅ）が、ケイ酸塩を主成分とする粘土鉱物またはそれらの混合物、好ましくは、ベントナイトおよび有機修飾されたベントナイトから選択されることを特徴とする請求項３〜１９のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項２１】
前記安定剤（ｅ）が、スメクタイト類、好ましくはモンモリロナイト類の粘土鉱物から選択されることを特徴とする請求項３〜２０のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項２２】
前記高温潤滑剤が、粉状の乾燥固形物形態であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項２３】
前記高温潤滑剤が、液体中、好ましくは水中で、固形分が５〜５０重量％、好ましくは１５〜４０重量％、特に好ましくは２５〜３０重量％である懸濁液または分散液の形態にあることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項２４】
前記高温潤滑剤の固形成分の平均粒径が、２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、特に好ましくは１００μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか一項に記載の高温潤滑剤。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の高温潤滑剤の使用であって、高炭素鋼および／または炭素鋼の熱成形における、好ましくはシームレス管の製造における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炭素鋼および炭素鋼の熱成形のための高温潤滑剤であって、グラファイト、有機発泡剤および無機分離剤を含有物とする潤滑剤に関する。本発明は、さらに、本発明の高温潤滑剤の使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
シームレス管の製造では、固体状の鋼塊が所定の成形温度に加熱され、貫通されて厚肉の中空ブロックを形成する。この中空ブロックは、工具であるマンドレルバーに取り付けられ、マンドレルバーに熱を追加供給することなく、その外部に備えられたロールによって圧延または延伸される。その状況で、部分的にかなりの圧力および摩擦力が、加工される金属および加工工具の表面に生じ、加工工具の耐久性に重大な影響を与える。さらに、摩擦条件は製造した物品の表面品質を最終的に決定付ける。
【０００３】
上記のようなシームレス管の製造では、例えば合金鋼および高合金鋼ならびに炭素鋼等のように、最も多種多様な鋼質の鋼が成形される。鋼質の違い、圧延される肉厚および延伸の効果の違いによって、用いる分離剤およびマンドレルバー用潤滑剤には、異なる要求がなされる。
【０００４】
加熱条件下での成形工程の際に、種々の鋼材料群における大きく異なる材料特性を考慮すると、炭素鋼の成形には、主として、潤滑部分においてできる限り良好な潤滑作用が要求され、合金鋼および高合金鋼を取り扱う際には、さらに潤滑剤の観点からできる限り良好な分離効果も必要とされる。加えて、温度安定性と肉厚の変化および／または鋼質の変化した場合でも一定の圧延結果が得られるように、高温潤滑剤に対する要求も高い。
【０００５】
圧延材料は、工具の表面に付着することを防がなければ、最終製品の内表面の品質に重大な欠陥を引き起こしてしまう。工具が潤滑剤でコートされた後に起こる成形操作に関連した他に考慮すべき重要事項は、できる限り良好な潤滑剤の工具への付着、素早い乾燥効果、および塗布された潤滑剤からなる層の均一な形成である。
【０００６】
例えばグラファイト含有潤滑剤等の炭素含有潤滑剤を取り扱う際、１１００〜１３００℃の高さのオーダーの成形温度で潤滑剤と接触すると、いわゆる圧延材料のセメンテーションが圧延材料の粒界領域で発生し、この場合炭素が金属表面に拡散し、金属の部分的な脆化および約３００μｍまでの侵入深さを伴うホール形成といった状況を伴う。そのワークピース（workpiece、加工中の製品）をさらに加工する際、金属の脆化の結果、脆化した材料が剥離し、そのワークピースは使用できなくなる。そのように形成されたホールは圧延され、続く伸長工程で縦方向に刻まれた跡または線を形成する。このように刻まれた線は、最終圧延材料の品質において、重大な許容しがたい低下となるので、回避されなければならない。
【０００７】
それぞれの鋼質および関連する圧延プロセスに依存して、特別に適合させた異なる潤滑剤組成物がこれまでに開発されてきた。その結果、製造における変化に際し、例えば合金鋼および高合金鋼の鋼質から炭素鋼に変化する場合、圧延機構オペレータによってなされなければならないプロセス設定および圧延パラメータの変更の他に、潤滑剤も置き換える必要がある。これは、例えば長期にわたる製造停止、交換操作に起因する仕事量の増加、材料および圧延プロセスに適合した多種多様の潤滑油を保管しておく必要性、追加的な混合容器および保存容器の準備、ならびに特定の要件に適した代替となる潤滑油を適用するための別の装置の準備といった、コストのかかる不利益を伴う。
【０００８】
高炭素鋼成形の利用分野における潤滑剤は、例えば欧州特許出願公開第０３５７５０８号に記載されている。しかし、これらは利用分野に最適化されており、したがって、工具の寿命およびローラについての現行の消費レベルに関連して、炭素鋼の成形には最適ではない。
【０００９】
炭素鋼成形の分野における潤滑剤は、例えば欧州特許出願公開第０１６４６３７号、欧州特許出願公開第０５５４８２２号および欧州特許出願公開第０９０９３０９号に記載されている。しかし、さらなる高合金材料が同等の条件下で、これらの潤滑剤で成形され得るのは、粉状の脱酸素剤が追加的に潤滑効果を補助する時に限られる。
【００１０】
欧州特許出願公開第０７４５６６１号は、スメクタイト類の粘土鉱物を１種以上を含むグラファイト含有潤滑剤を開示する。さらにこれらの潤滑剤は、シリカゾル分またはカリウムアルミニウムケイ酸塩分を含む。欧州特許出願公開第０７４５６６１号によれば、このような潤滑剤は、比較的高い加工温度においてグラファイト含有潤滑剤のセメンテーションという不都合な点を実質的に克服できる。明らかに、グラファイト分および層状ケイ酸塩分を有するそのような潤滑剤は、金属加工操作におけるセメンテーションの程度を低くするが、例えばマンドレルバー等の加工工具の耐久性を延ばすためには、金属表面間の摩擦条件に関して潤滑剤を改善する必要性が頻繁にあることは留意されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、圧延される種々の肉厚および延伸効果に応じた幅広い鋼質の鋼に対して用いられ、温度に関してさらに安定で、壁厚および／または鋼質が変化してもコンスタントな圧延結果が得られ、圧延材料に不必要にセメンテーションを引き起こさない高温潤滑剤を提供することにある。このような高温潤滑剤はこれまでには記載されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、高炭素鋼および炭素鋼の熱成形用高温潤滑剤であって、固形分に対する重量％で少なくとも以下の成分を含む熱成形用高温潤滑剤によって達成される：
４０〜９０重量％のグラファイト（ａ）、
２〜５０重量％の有機発泡剤（ｂ）、および
５〜５０重量％の無機分離剤（ｃ）。
ここで、前記有機発泡剤（ｂ）は、
メラミン、メラム、メレム、メロン、
リン酸塩鎖の長さがｎ＝１〜１０００の範囲内である上記化合物のリン酸塩およびポリリン酸塩、
上記化合物とシアヌール酸またはイソシアヌール酸との反応生成物および付加物、ならびに
上記の混合物、
よりなる群から選択され、
前記無機分離剤（ｃ）は、層状ケイ酸塩、または、層状ケイ酸塩の混合物である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高温潤滑剤は、驚くべきことに、熱成形、特にシームレス管製造用の圧延プロセスにおいて、非常に幅広い鋼質の鋼に対して普遍的に用いることができる潤滑剤として、優れた潤滑性および分離性を発揮する。本発明の潤滑剤は、高温において安定で、最も多種多様な鋼質の鋼と異なる肉厚の鋼を取り扱うときに、一定の圧延製品を与え、炭素またはグラファイトの含有量が多いにもかかわらず、圧延された材料を損傷するセメンテーション現象を比較的高い程度まで引き起こすことはない。
【００１４】
本発明の高温潤滑剤は、最も多種多様な鋼質の鋼に用いる圧延ミルに単一の潤滑剤組成物を用いる必要がある金属熱成形において、従来公知の潤滑剤よりも重要な利点を有する。これにより、加工プロセスにおいて鋼の種類が変更されても、製造の長時間停止や、潤滑剤の交換および異なる潤滑剤の保管にかかる多くの作業上の手間を回避することができる。さらに、本発明の潤滑剤は普遍的に用いることができるという事実から、圧延ミルに供するさらなる潤滑剤を製造、保管および適用するための別の装置を設ける必要がない。このことは、かなりのコスト削減が実現されることを意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の潤滑剤には、優れた潤滑性を有するグラファイトが、固形分に対し４０〜９０重量％含まれている。グラファイト量が４０重量％未満では、本発明の高温潤滑剤の潤滑性が不十分であり、外部の工具に対する駆動力が増大して、成形されるべき材料がほとんど「流動」しない。グラファイト量が９０重量％より多いと、圧延された材料とマンドレルバーとの間の十分な分離効果を保証できない。特に高炭素鋼は工具に付着する傾向にある。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様では、高温潤滑剤は固形分に対して５０〜８０重量％のグラファイトを含む。
【００１７】
本発明のさらに好ましい実施態様では、高温潤滑剤に用いるグラファイトが、結晶グラファイトまたはマクロ結晶グラファイトであり、好ましくは結晶天然グラファイトまたはマクロ結晶天然グラファイトである。アモルファスグラファイトを使用すると高温潤滑剤の潤滑特性が悪化し、これによって工具の寿命に直接的に不利益な効果を与えることから、アモルファスグラファイトの使用は不適切であるということが分かった。球状（spheroidal）グラファイトの使用は全く不適切であることが判明した。
【００１８】
本発明の高温潤滑剤のさらに好ましい実施態様では、グラファイトの純度は、グラファイトの炭素分に関して９０％よりも高い、好ましくは９５％よりも高い。純度が９０％以下のグラファイトを使用すると、組成物中のグラファイト分が少ないために潤滑作用を低減すると共に、付随する物質および不純物がセメンテーション効果の形成を促進することから、不適切であることが分かった。本発明において好適な結晶天然グラファイトは、通常、約９６％の純度を有する。
【００１９】
本発明の高温潤滑剤のさらなる実施態様では、グラファイトの平均粒径（ｄ５０）が、５〜４０μｍ、好ましくは１０〜２５μｍである。平均粒径が５μｍ未満のグラファイトを使用すると、十分なフレーク構造がもはや得られず、潤滑効果がより小さくなるため、不適切である。平均粒径が４０μｍを超えるグラファイトを使用すると、沈降傾向が強いために、取扱いの際に不利益を生じるフレークサイズであり、不適切である。
【００２０】
上記の状態の純度を有する天然グラファイトは、さらに、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはシリコンオキサイド（ＳｉＯ２）形態のとりわけシリコン等の不純物または混合物質としての成分を含む。シリコンカーバイドおよびシリコンオキサイドは強い摩耗作用を有するため、本発明に用いるグラファイトのシリコン成分が多過ぎると、工具および／またはワークピースの摩耗レベルが高くなってしまうので望ましくない。したがって、本発明の高温潤滑剤のさらに好ましい実施態様では、用いるグラファイトは、不純物または混合物質としてシリコンが、２．０重量％未満、好ましくは１．５重量％未満、特に好ましくは０．２重量％未満にする。
【００２１】
本発明の高温潤滑剤は、有機発泡剤を２〜５０重量％含む。有機発泡剤は、上記で特定した定義にしたがって、チッ素化合物から選択される。本発明の好ましい実施態様では、有機発泡剤は、メラミンイソシアヌレートを７０重量％より多く、好ましくは８０重量％より多く、特に好ましくは９０重量％より多く含む。さらに特に好ましい観点からは、有機発泡剤は１００重量％のメラミンイソシアヌレートからなる。本発明の高温潤滑剤に用いられる有機発泡剤は、好ましくは３５０℃より高い昇温でガスを遊離させ、通常の成形温度でのワークピースの成形の際に、工具とワークピースとの間にガスクッションを形成する。ガス形成は、有機発泡剤の分解、昇華またはこれら両方によって行なわれる。有機発泡剤の量が２重量％未満では、ガス形成またはガス遊離が不十分であり、工具とワークピースとの間に十分なガスクッションが形成されない。有機発泡剤の量が５０重量％より多いと、ガス形成が高レベルになり制御できず、ガス膨張によって圧延プロセスが結果として阻害されるため、好ましくない。メラミンイソシアヌレートは、この目的のためにさらに特に好ましい。
【００２２】
本発明の好ましい実施態様において、高温潤滑剤は、有機発泡剤を３〜１０重量％、好ましくは４〜６重量％の量で含む。約５重量％の量の有機発泡剤が特に適していることが分かった。
【００２３】
本発明の高温潤滑剤は、無機分離剤として、５〜５０重量％の層状ケイ酸塩または層状ケイ酸塩の混合物をさらに含む。無機分離剤の割合が５重量％未満の量では、十分な分離効果を実現できないため不適切である。無機分離剤が５０重量％よりも多いと、潤滑作用を低減してしまう。
【００２４】
本発明の特に好ましい実施態様では、高温潤滑剤は、無機分離剤を１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３０重量％の量で含む。
【００２５】
本発明の高温潤滑剤のさらに好ましい実施態様では、無機分離剤は、カオリナイト、アンティゴライト（antigorite）、ハイドロハロイサイト（hydrohalloysite）、蛇紋石（serpentine）、グリーナライト（greenalite）、パイロフィライト、タルク、マーガライト（margarite）、バーミキュライト、須藤石（sudoite）およびクロライトから選択される。特に好ましいのは、カオリナイト若しくはアンティゴライトのいずれかまたはこれらの混合物である。本発明の高温潤滑剤のさらに特に好ましい実施態様では、無機分離剤は、例えばカオリナイト、アンティゴライトおよびハロイサイト（halloysite）等のダブル−シングル層（double-single sheet）を有する無アルカリ含水層状ケイ酸塩（alkali-free aqueous sheet silicates）よりなる群から選択される。なかでも層状ケイ酸塩としては、粘土鉱物であるカオリナイト、一般式Ａｌ２［Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４］で示されるアルミニウム水酸化ケイ酸塩がさらに特に好ましい。
【００２６】
カオリンは、泥質岩状（argillaceous rock）カオリンの水簸（elutriation）によって、または、ポリケイ酸および水酸化アルミニウムからの合成によって、得ることができる。カオリンは主として鉱物カオリナイト（約８８％）からなり、本発明の特定の実施ではカオリンを純粋なカオリナイトに代えて用いることもできる。泥質岩状カオリンを用いる利点は、純粋な例えば合成したカオリナイトを使用する場合に比べて、原料コストが低いという点である。したがって、本発明では、カオリンを用いるのが好ましい。しかし、これに比較して、均一な品質を有する製品のより正確な再現性という目的で、高純度の鉱物カオリナイトまたは可能な限り高純度の合成カオリナイトもまた望ましい。
【００２７】
本発明の高温潤滑剤のさらに好ましい実施態様では、無機分離剤は、平均粒径（ｄ５０）が０．５〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、特に好ましくは１〜７μｍである。粒径が０．５μｍ未満では、原料の凝集形成が起こり、それにより粉体混合物において十分に均質化ができないという不利益を伴う。１５μｍを超える粒径では、分離剤の分離作用が部分的に有害な作用である摩擦効果と重なり、さらに、大きく異なる粒径のものを含む場合に均質な混合物を作ることができないという不利益を伴う。
【００２８】
本発明の特に好ましい実施態様では、高温潤滑剤は、アルキレンホモポリマーおよびコポリマーから選択される１〜２０重量％の有機接着剤を含む。この接着剤は水中に懸濁することができ、基材（工具および／またはワークピース）上に、保持される潤滑剤組成物の他の成分に寄与するフィルムを形成する。有機接着剤が１重量％未満の量では、用いられる潤滑剤の層厚が不十分なレベルにまで低減することを意味し、不十分である。有機接着剤の量が２０重量％よりも多いと、グラファイトの割合が減った結果として潤滑作用が低減し、したがって工具の寿命が低減することを意味し、不都合である。
【００２９】
本発明の好ましい実施態様では、高温潤滑剤は有機接着剤を２〜１０重量％、好ましくは２〜５重量％の量で含む。
【００３０】
本発明の潤滑剤のさらに好ましい実施態様では、有機接着剤は、アリールアルケン、α，β−不飽和酸およびそのエステル、β，γ−不飽和酸およびそのエステル、アルケン、ビニルエステル、ビニルアルコール、不飽和二塩基酸およびそのエステル、アルキルエステル、ならびに非環式酸およびそのエステルのホモポリマーおよびコポリマーから選択される。さらに特に好ましくは、有機接着剤は、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピオン酸ビニル、メタクリル酸メチルとスチレンのコポリマー、メタクリル酸メチルとアルファメチルスチレンのコポリマー、ポリフタル酸ジアリル、ポリプロピレン、スチレンとブタジエンのコポリマー、ポリメタクリル酸メチル、酢酸ビニルとマレイン酸ジブチル（dibutyl maleinate）のコポリマー、酢酸ビニルとエチレンのコポリマー、およびポリイソブチレンから選択される。
【００３１】
本発明のさらに特に好ましい実施態様では、高温潤滑剤は、無機または有機安定剤を２〜１５重量％含み、この安定剤は、多糖類、アルキルセルロース、ヒドロキシセルロース、および粘土鉱物から選択される。本発明の高温潤滑剤は、使用において、しばしばまたは通常、液体中、好ましくは水中の懸濁液または分散液形態で用いられる。無機安定剤は懸濁液または分散液の粘度を増大させ、それゆえ増粘剤としての役割を果たし、沈降および沈降による高温潤滑剤の他の成分の分離を防止または低減する。安定剤の量が２重量％未満では、高温潤滑剤の成分の沈降を防止して潤滑剤の均質性を確保するためには、粘度の増大が不十分であるため、望ましくない。安定剤の量が１５重量％を超えると、懸濁液または分散液の粘度の増加につながり、噴霧プロセスで工具にほんの少ししか塗布できない。さらに、過剰に高い粘度は、十分な粘着性をもつ均一な厚さの潤滑剤フィルムの形成に悪影響を及ぼす。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様では、高温潤滑剤は、安定剤を３〜１０重量％、好ましくは４〜６重量%の量で含む。特に好ましくは、安定剤は、ケイ酸塩を主成分とする粘土鉱物またはこれらの混合物、好ましくは、ベントナイトおよび有機修飾されたベントナイトから選択される。さらに特に好ましくは、安定剤は、スメクタイト類、好ましくはモンモリオナイト類の粘土鉱物から選択される。
【００３３】
スメクタイトは実質的に層状ケイ酸塩からなり、この構造を含むことからカチオン交換容量が高いことおよび水中での膨潤度が高いことが際立っている。スメクタイト類において、モンモリオナイトは３〜５０倍の膨潤能力（蒸留水中の１ｇのモンモリオナイト）を有し特に好ましく用いられる。上記のカチオン交換容量により、スメクタイトおよびモンモリオナイトは、無機または有機カチオンで「修飾」され得る。本発明の高温潤滑剤において有利に用いられる粘土鉱物は、優れた結合力によって区別され、有機安定剤と対比して、熱分解を受けないという優位な立場にも立っている。さらに、特定の粘土鉱物の使用により、驚くべきことに、ワークピースおよび／または工具上の潤滑剤フィルムの乾燥時間が数秒以内と速くなる。これらの安定剤を使用することにより、本発明の潤滑剤で、ワークピースおよび工具が接触する前であっても、非常に短時間でワークピースおよび／または工具上に均一で乾燥した潤滑剤フィルムを作ることができる。
【００３４】
望ましくは、市販の製品として、本発明の高温潤滑剤は、粉状の乾燥固体材料形態として調製される。また、直接固体材料としても用いることができるが、５〜５０重量％、好ましくは１５〜４０重量％、特に好ましくは２５〜３０重量％の固形分を含む、液体好ましくは水の懸濁液または分散液の形態での使用状況において用いられるのが有利である。これにより、高温潤滑剤は、工具および／またはワークピース上に均一に噴霧され得る。工具および／またはワークピースが昇温することにより、液体は蒸発し、潤滑剤の均一で、堅固なコーティングフィルムが残る。当然のことながら、本発明の高温潤滑剤は、このような懸濁液または分散液形態で市販され得る。
【００３５】
本発明のさらに好ましい実施態様では、高温潤滑剤の固形成分は、２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、特に好ましくは１００μｍ未満の平均粒径を有する。高温潤滑剤の固形成分が大きな粒径を有すると、それにより適用される懸濁形態において沈降傾向が大きくなるという不利益を伴う。
【００３６】
本発明のさらなる利点、特徴および実施態様を以下の実施例を参照して説明する。
【実施例】
【００３７】
実施例１
４つの異なる潤滑剤の処方を、縦方向の圧延プロセスでテストした。処方はそれぞれ３０％の水性懸濁液形態で用いた。全ての重量パーセントはそれぞれのケースで固形分に関連する。縦方向の圧延プロセスでは、マンドレルバーの温度を８０〜１００℃として、薄肉（壁厚：４．１ｍｍ）の管を製造した。単位面積（ｍ２）あたり約９０ｇの潤滑剤懸濁液を適用した。ＥＮ−ＩＳＯ  ２４３１（６ｍｍ）による懸濁液のフロータイムは約５０秒であった。それぞれのケースに含まれる圧延バッチは約５０〜２０００本である。用いた材料は品質Ｐ１１０の炭素鋼および品質Ｐ９１の合金鋼とした。
【００３８】
各成分を混合することにより得た粉状の乾燥潤滑剤の処方と、圧延結果とを、以下の表１に示した。薄肉ゲージについては、延伸の程度が大きいため、厚肉ゲージの場合よりも良好な潤滑を必要とし、この潤滑作用の結果は厚肉の範囲にも用いることができる。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表中の圧延結果１）は、下記を意味する。
「＋＋＋」：圧延性非常に良好、消費電流量少、完成した管サイズの精度良好
「＋／−」：圧延性扱い難い、消費電流量大、部分的に内部管の欠陥、工具表面に残渣
「−−−」：圧延性悪い、潤滑剤が満足に使用できない
【００４１】
上記処方において用いた成分（ａ）〜（ｆ）、（ｘ）および（ｙ）は、詳細には以下のとおりである。
グラファイト（ａ）：マクロ結晶天然グラファイト
純度：９４〜９６％
Ｃ含有量：９４〜９７％
平均粒径ｄ５０（Ｃｉｌａｓ）：約１５μｍ
Ｓｉ含有量：ＳｉＯ２で約０．２重量％
水分含有量：０．２％未満
有機発泡剤（ｂ）：メラミンイソシアヌレート、Ｂｕｄｉｔ  ３１５（登録商標）
Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ  Ｆａｂｒｉｋ  Ｂｕｄｅｎｈｅｉｍ  ＫＧ、ドイツ
Ｎ含有量：４８％
遊離メラミン：０．５％未満
遊離イソシアヌール酸：０．２％未満
無機分離剤（ｃ）：カオリン
平均粒径ｄ５０（Ｃｉｌａｓ）：２〜１０μｍ
Ｓｉ含有量：５０重量％を超えるＳｉＯ２
Ａｌ含有量：Ａｌ２Ｏ３で約３０重量％
有機接着剤（ｄ）：粉状のスチレン−アクリル酸エステルコポリマー
バルク密度：４００〜６００ｇ／ｌ
粒度（ＤＩＮ６６１６５に基づく３１５μｍを超えるふるい）：３μｍ未満
ガラス転移温度（ＤＩＮ５３７６５−Ａ−１０に基づくＴｇ）：１５℃
無機安定剤（ｅ）：粉状の有機修飾スメクタイト
粘度（３％、Ｈａａｋｅ）：４００００〜５００００ｍＰａｓ
粒度（９０μｍを超えるふるい）：最大２５％
殺菌剤（ｆ）：    イソチアゾリノン調製
Ａｃｔｉｃｉｄｅ  ＭＢＰ（登録商標）、Ｔｈｏｒ−Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ、ドイツ
有機発泡剤（ｘ）：  アスファルト
Ｚｅｃｏ  １１Ａ、Ｚｉｅｇｌｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ＆Ｍｉｎｅｒａｌｓ  Ｃｏｒｐ.、アメリカ合衆国
有機発泡剤（ｙ）：  リグニンスルホン酸塩
Ｂｏｒｒｅｓｐｈｅｒｅ  ＮＡ２２０、Ｂｏｒｒｅｇａａｄ  Ｌｉｇｎｏ−Ｔｅｃｈ、ドイツ
【００４２】
実施例２
シームレス高炭素鋼管の製造
スキュー圧延ミル上の予備材料に穴をあけた後、この製造した中空ブロックを、連続する操作で、自由に可動する工具（マンドレルバー）上でそれぞれ個別に駆動するロールで延伸するシームレス管の製造ラインにおいて、中空ブロックの延伸の前に、約１１０〜１３０℃の温度で、エアレス噴霧装置（４×０．７／０．９ｍｍノズル／４０〜８０ｂａｒ）を用いて、マンドレルバーに実施例１からの処方１に基づいて製造した潤滑剤懸濁液をコートした。用いた材料は、それぞれ９および１３％のＣｒを含むフェライト鋼で、中空ブロックは重さ２５０〜２７０ｋｇで長さ６〜８ｍであった。成形温度は１１５０〜１２００℃であった。最終管の壁厚は２．７〜７．３ｍｍであり、しかし主として４．１ｍｍであり、最終管の外径は最大１５２ｍｍであった。
【００４３】
実施例３
シームレス炭素鋼管の製造
セットした装置の圧延調整を保持しながら、実施例２と同じ製造ライン上で炭素鋼のシームレス管を製造した。マンドレルバーのコーティングを、実施例１の処方１の潤滑剤を用いて、実施例２に記載の方法で行った。材料は、それぞれ品質Ｐ１１０およびＰ９１の鋼であり、中空ブロックは重さ２５０〜３００ｋｇ、長さ６．５〜８ｍであった。成形温度は１２５０〜１２８０℃であった。製造したシームレス管の壁厚は２．７〜４．１ｍｍの範囲であり、最終管の外径は最大１５２ｍｍであった。  
【国際調査報告】
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