(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）トリエタノールアミン０．０１〜０．０５ｗｔ％、（ｂ）非イオン界面活性剤及び陰イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種を０．５〜１．０ｗｔ％及び（ｃ）脂肪酸１．５〜１５．０ｗｔ％、を含有し残部が精製鉱油、精製油脂及び合成油から選ばれる少なくとも１種よりなることを特徴とするアルミニウム用熱間圧延油組成物。
【請求項２】
（ａ）トリエタノールアミン０．０１〜０．０５ｗｔ％、（ｂ）非イオン界面活性剤及び陰イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種を０．５〜１．０ｗｔ％及び（ｃ）脂肪酸１．５〜１５．０ｗｔ％、を含有し残部が精製鉱油、精製油脂及び合成油から選ばれる少なくとも１種よりなる組成物を水に乳化させてなることを特徴とするエマルジョン型アルミニウム用熱間圧延油。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム材（アルミニウム合金材を含む。以下同様。）を圧延して板や条に加工する際、潤滑及び冷却を目的として、圧延ロールや圧延材にエマルジョンとして吹き付けるアルミニウム用熱間圧延油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウムの熱間圧延加工では、従来、鉱油を基油とし油性剤を加えたものを乳化剤により水に乳化した圧延油をエマルジョンとして潤滑、冷却のために使用されているが、これは通常循環使用されている。この圧延油としては、従来、油性剤としてオレイン酸、乳化剤としてオレイン酸のアミンエステルを含む圧延油が多く使用されてきたが、圧延の進行に伴う乳化状態の変動という問題点がある。
また近年、熱間圧延工程における圧延効率及びアルミニウム材の表面品質の向上の観点から、潤滑性及び摩耗粉の除去性能を一層向上しうる圧延油の開発が要求されるようになってきている。
この摩耗粉の除去については、ペーパー濾紙を用いた吸引又は加圧濾過を行う方法があるが、圧延工程における潤滑性及び圧延効率向上の観点からは、スカムアウトと呼ばれる、摩耗粉を分離油分とともに浮上させ、スキマーによって除去する方法も重要であり、通常両方法が併用されている。しかし例えば、油性剤、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、脂肪酸、トリエタノールアミン及び精製鉱油を特定の割合で含有する従来のエマルジョン型圧延油（特開平８−１８３９８７号）では適度な油分離が生じにくく、摩耗粉の除去性能（スカムアウト性）は必ずしも満足できるものではない。これは熱間圧延工程下において、乳化安定性、潤滑性を保持しながら前記のスカムアウト性を高めることは必ずしも容易ではないからである。
一方、環境問題の上からも、使用後のエマルジョン型圧延油の処理方法が問題となってきており、廃液処理の際に容易に油水分離しうる圧延油が望まれており、廃液中に多量の窒素化合物を流出させない圧延油の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、熱間圧延工程で用いられ、乳化安定性と潤滑性を保持しながら、優れたスカムアウト性を同時に具備し、かつ、エマルジョンを形成することのできるアルミニウム用熱間圧延油組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従来のアルミニウム用熱間圧延油組成物の有する上記問題点を解決するため、種々検討を行った結果、摩耗粉の除去性能を向上するにはエマルジョンの乳化力をコントロールし、エマルジョンをルーズ（エマルジョン中の油滴の平均粒径が比較的大きく、油滴の粒径の分布が比較的広い）な状態に保つことがその目的達成に効果的であること、また、トリエタノールアミン、界面活性剤及び脂肪酸、を所定比率で基油に添加することにより、エマルジョン調製直後からエマルジョンをルーズに調製でき、スカムアウト性を向上させ、しかも乳化安定性、潤滑性を維持できること、したがって、部分更油又は全量更油を行うことなく長期間にわたってエマルジョンの循環使用ができ、廃液の排出量を大幅に減少させることができることを見い出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。
【０００５】
すなわち本発明は、
（１）（ａ）トリエタノールアミン０．０１〜０．０５ｗｔ％、（ｂ）非イオン界面活性剤及び陰イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種を０．５〜１．０ｗｔ％及び（ｃ）脂肪酸１．５〜１５．０ｗｔ％を含有し残部が精製鉱油、精製油脂及び合成油から選ばれる少なくとも１種よりなることを特徴とするアルミニウム用熱間圧延油組成物、及び
（２）（ａ）トリエタノールアミン０．０１〜０．０５ｗｔ％、（ｂ）非イオン界面活性剤及び陰イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種を０．５〜１．０ｗｔ％及び（ｃ）脂肪酸１．５〜１５．０ｗｔ％を含有し残部が精製鉱油、精製油脂及び合成油から選ばれる少なくとも１種よりなる組成物を水に乳化させてなることを特徴とするエマルジョン型アルミニウム用熱間圧延油
を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のアルミニウム用熱間圧延油組成物は、上記のようにトリエタノールアミン含有量が非常に少量であり、好ましくは０．０２〜０．０５ｗｔ％であり、より好ましくは０．０２〜０．０４ｗｔ％の範囲である。０．０１ｗｔ％未満では乳化安定性が極端に低下し、０．０５ｗｔ％を越えて含有するとエマルジョンがタイト（エマルジョン中の油滴の平均粒径が比較的小さく、油滴の粒径の分布が比較的狭い）化し、廃液処理の際には油水分離が困難になる。
本発明のアルミニウム用熱間圧延油組成物の含有する非イオン界面活性剤及び陰イオン界面活性剤の少なくとも１種の含有量は、通常０．５〜１．０ｗｔ％の範囲であり、好ましくは０．６〜１．０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満ではエマルジョンの乳化安定性が極端に低下し、１．０ｗｔ％を越えて含有するとエマルジョンがタイト化する。本発明のアルミニウム用熱間圧延油組成物に用いられる非イオン界面活性剤としては、エステル型としてグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等が、エーテル型としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が、エステルエーテル型としてポリエチレングリコール脂肪酸エステル等が、アルカノールアミド型として脂肪酸アルカノールアミド等が挙げられるが、好ましくはエステルエーテル型である。また、陰イオン界面活性剤は、カルボン酸型として脂肪酸モノカルボン酸塩、Ｎ−アシロイルグルタミン酸塩等が、スルホン酸型としてアルキルベンゼンスルホン酸塩等が、硫酸エステル型として硫酸アルキル塩等が、リン酸エステル型としてリン酸アルキル塩等が挙げられるが、好ましくはスルホン酸型である。
本発明のアルミニウム用熱間圧延油組成物に含まれる脂肪酸の含有量は、通常１．５〜１５．０ｗｔ％であるが、好ましくは２．０〜１４．０ｗｔ％である。１．５ｗｔ％未満では潤滑性向上の効果が不十分であり、１５．０ｗｔ％を越えると腐食性に対して好ましくない。脂肪酸は、ステアリン酸、オレイン酸、リノレン酸等が挙げられ、好ましくはオレイン酸である。脂肪酸は、飽和脂肪酸よりも不飽和脂肪酸が油膜強度向上の上で好ましい。
本発明のアルミニウム用熱間圧延油組成物に用いられる基油は、精製鉱油及び精製油脂、合成油のいずれでも良く、少なくとも１種よりなることを特徴とする。ここで、鉱油はパラフィン系、ナフテン系のいずれでも良く、油脂は植物性、動物性のいずれでも良い。また、合成油としてはポリアルファオレフィン、エステル類等を挙げることができる。基油の代表的なものとして、パラフィン系鉱油があり分子量は、好ましくは２００〜８００、より好ましくは４００〜６００である。
本発明のエマルジョン型アルミニウム用熱間圧延油は、上記のアルミニウム用熱間圧延油組成物を通常用いられる方法により水に乳化分散することにより調製することができる。圧延油中のアルミニウム用熱間圧延油組成物の濃度は、通常３〜８ｗｔ％であり、４〜６ｗｔ％が好ましい。また本発明のエマルジョンの平均粒径（エマルジョン中の油滴の平均粒径）は、通常２〜１０μｍであるが５〜７μｍであることが好ましい。２μｍ未満では、乳化安定性に優れるがスカムアウト性が悪化する。１０μｍを越えるとエマルジョンの平均粒径が大きくなり過ぎ、乳化安定性が極めて悪くなる。また、エマルジョンの粒径の分布（エマルジョン中の油滴の粒径の分布）は、通常全油滴の８０％が１〜２０μｍの範囲にあり、５〜７μｍであることが好ましい。２μｍ未満の粒子を多く含むとスカムアウト性が悪化する。１０μｍを越える粒子を多く含むと乳化安定性が悪化する。
【０００７】
本発明は、トリエタノールアミン、界面活性剤及び脂肪酸を精製鉱油、精製油脂及び合成油から選ばれる少なくとも１種に対して上記組成で含有することで、以下に記載した優れた作用を有するものである。
（１）エマルジョン型圧延油として調製直後から、適正な、エマルジョンの平均粒径及び粒径の分布を示し、圧延加工が効率よく安定化して行われ、安定した操業が可能となる。
（２）エマルジョンをルーズにすることができ、優れたスカムアウト性を有するため、圧延油中の摩耗粉などの汚れ蓄積を抑制できる。
（３）過剰な粒径成長を抑制でき、ルーズなエマルジョンを高温下においても安定的に長期間保持することができる。
（４）エマルジョンをルーズかつ安定的に保持できるため、製品の優れた表面品質を得られることに加え、エマルジョン性状に左右されない安定した圧延加工が行われ、安定した操業を行うことができる。
（５）エマルジョン型圧延油が廃液となった際の処理が容易となる。
【０００８】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づき説明するが本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１に示した大型循環試験機を用いて試験した。図１中、１は大型循環試験機を付設した圧延機、２はリターンピット、３はリターンポンプ、４はベルトスキマー、５はドラムスキマー、６はダーティタンク、７はフィルターポンプ、８はフィルター、９はクリーンタンク、10はサプライポンプを示す。
エマルジョンの調製は、表１に示したアルミニウム用熱間圧延油組成物を６０℃に加温した純水に少量ずつ加えたものを、図１中のクリーンタンク９に加え、試験機を作動させてリターンポンプ３、フィルターポンプ７及びサプライポンプ10を介して、スプレーノズル１１からエマルジョンに対して強烈な攪拌力を与えるようにスプレーして、圧延油を循環させた（スプレー循環）。そして形成されたエマルジョンの平均粒径が変化しなくなるところまで十分スプレー循環を行った。エマルジョンの油分濃度（圧延油組成物の濃度）は、５ｗｔ％に調製した。
次に、圧延機１を作動させ、上記試験機を用いエマルジョン型圧延油１種類につき、１日に８時間、循環及び熱間圧延を行い、それを６か月間継続した。熱間圧延は４５０℃にて行った。
熱間圧延中、各エマルジョンは図１に示したリターンポンプ３、フィルターポンプ７及びサプライポンプ１０の３台のポンプ、圧延機１へのスプレーにより高せん断応力が付加され強烈に攪拌される。ここで、サプライポンプ10は吐出量が８０ｍ3 ／ｈで運転される。また、圧延によって発生した摩耗粉は、スカムアウト性の試験のためにフィルター８では除去されないようにし（濾紙を抜いてある）、分離した油分とともに浮上したもののみ、ダーティタンク６に設置されているベルトスキマー４及びドラムスキマー５によって系外に排出されるようにした。アルミニウム板としては純アルミ系材料（圧下率５０％）を用いた。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
このように６か月循環使用後、クリーンタンク９の中層部分からエマルジョンサンプルを取り、以下に示す方法で、乳化安定性、圧延油汚れの度合い、潤滑性を試験し、また圧延後のアルミニウム板の表面品質を試験した。
（乳化安定性）
▲１▼比色管にエマルジョンサンプルを各々１００ｍｌずつ採取し、丸１日放置後、分離する状態をフリーオイル、スカム、クリームの量で調べた。
▲２▼比色管にエマルジョンサンプルを各々１００ｍｌずつ採取し、遠心分離器で１５００±２００ｒｐｍで２０分間分離操作を行い、フリーオイル、スカム、クリームの量を調べた。
（圧延油汚れの度合い）
エマルジョンを脱水し、残った油分（汚れを含む）を電気炉で予備灰化処理を行った後、７７５℃のマッフル炉内で２時間、完全に灰化させ、残渣物を「灰分」として評価した。
（潤滑性）
▲１▼ロードセルより検出される圧延荷重の大小、及び▲２▼上記圧延荷重、及び先進率より計算によって求められる摩擦係数により評価した。
◎：摩擦係数０．０８以下、○：摩擦係数０．１〜０．２、×：摩擦係数０．３以上
（アルミニウム板の表面品質）
▲１▼陽極酸化処理（アルマイト）し、顕微鏡による観察、及び▲２▼素板の光沢により評価した。
○：ピックアップスコア２未満、×：ピックアップスコア２以上
（エマルジョンの平均粒径の測定）
生理食塩水にてエマルジョンを１００００倍に希釈し、コールターカウンターにて測定した。
（エマルジョンの粒径の分布の測定）
生理食塩水にてエマルジョンを１００００倍に希釈し、コールターカウンターにて測定した。
試験結果及び評価を表２に示した。
【００１１】
【表２】
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【００１２】
表２に示した結果から、次のことが分かる。
（１）油剤Ａは乳化安定性が優れるが、油分離が生じないため、圧延油中に摩耗粉の浮上が起こらず、圧延油中に摩耗粉の蓄積が激しい。それに加えてエマルジョンの平均粒径が小さいため、潤滑性が乏しく、圧延後のアルミニウム板表面の品質も悪い、また、圧延速度を上げると焼き付きが発生する。
（２）油剤Ｂは、乳化不完全の状態であり、乳化安定性が極めて悪い。しかし、激しく分離油の浮上が起こるため、スカムアウト性は良好で汚れの蓄積は少ない。しかし、乳化安定性が悪いので上記試験機に補給直後から、投入した圧延油の油分が浮上してしまい、油分濃度を保持するのは困難であり、循環使用できない。なお、大量の圧延油の補給を連続的に実施することで油分濃度を一定に保持すれば、潤滑性は良好である。しかし、板の表面性状は均一性に欠け、品質的に良好とはいえない。
（３）油剤Ｃは、トリエタノールアミン量が少ないことに加えて、脂肪酸量が非常に高いため乳化安定性が悪い。更に潤滑過多であるため、圧延の際の板かみ込み性が極めて悪い。しかし、分離油の浮上は起こるため、スカムアウト性は良好で汚れの蓄積は少ない。
（４）油剤Ｄは、乳化安定性は良好であるが、エマルジョン粒径が小さいため、潤滑性、表面品質とも良くない。更に油浮上も少ないため汚れの蓄積が多いことに加えて廃油処理性が悪い。
（５）油剤Ｅは、乳化安定性は比較的良好であるが、油分離が生じにくく、油浮上が少ないため、汚れの蓄積が多い。更にエマルジョン粒径が小さいため潤滑性も良好とはいえない。
（６）本発明油剤Ｆ〜Ｈは、エマルジョン調製直後から６か月経過後まで、エマルジョンの粒径が安定的に５〜８μｍの範囲にあり、乳化安定性が良好であるうえに、スカムアウト性も良く、圧延油中の汚れの蓄積は少ない。また潤滑性は優れており、アルミニウム板表面の品質も良好であった。更に廃油処理性も優れていた。
【００１３】
【発明の効果】
本発明のアルミニウム用熱間圧延油組成物から得られるエマルジョンは、乳化安定性を保持しながらエマルジョンをルーズにすることができ、圧延工程に高せん断応力の付加される循環機を付設した循環系に使用して、部分更油又は全量更油することがなくとも長期間安定な操業が可能である。また、このようなエマルジョン型アルミニウム用熱間圧延油によれば優れたスカムアウト性と乳化安定性を両立し、圧延油の機能である潤滑性が良好であり、優れた表面品質の圧延アルミニウム板を提供しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】大型循環試験機の説明図である。
【図１】
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