(57)【要約】【課題】ソリューションタイプの潤滑剤であっても、エマルション圧延油と同等以上の潤滑性を確保することによって、冷間圧延工程においてクーラントとしてソリューションタイプの潤滑剤を循環使用した際に、エマルション圧延油に比べて原単位の向上を実現する。【解決手段】水溶性ポリアルキレングリコール中に、平均粒子径が0.01〜0.5μmの固体粒子を含有させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性ポリアルキレングリコールと平均粒子径が0.01〜0.5μmの固体粒子とを含有することを特徴とする冷間圧延用潤滑剤。
【請求項２】
固体粒子の含有率が１〜25質量％である請求項１に記載の冷間圧延用潤滑剤。
【請求項３】
水溶性ポリアルキレングリコールの分子量が500〜10000である請求項１または２に記載の冷間圧延用潤滑剤。
【請求項４】
前記ポリアルキレングリコールの１質量％水溶液の曇点が30〜80℃である請求項１ないし３のいずれかに記載の冷間圧延用潤滑剤。
【請求項５】
前記固体粒子は、グラファイト、二硫化モリブデン、二酸化珪素、二酸化チタン、炭化珪素、窒化硼素、二硫化タングステン、酸化ニッケル、酸化銅および二酸化ジルコニウムから選択された１種又は２種以上である請求項１ないし４のいずれかに記載の冷間圧延用潤滑剤。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の冷間圧延用潤滑剤を、水に対して0.5〜20体積％で混合させたクーラントを循環使用することを特徴とする冷間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間圧延において、従来のエマルションタイプの潤滑剤と同等以上の潤滑性を有するソリューションタイプの冷間圧延用潤滑剤及びこれを用いる冷間圧延方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の金属板の冷間圧延においては、不水溶性油剤の基油である鉱物油、天然油脂、合成エステル等に、界面活性剤を添加して水に希釈できるようにしたエマルション圧延油が、潤滑剤として用いられている。このエマルション圧延油は、不水溶性油剤が濃度１〜５％程度含有された、水中油滴型（O/W型）であり、潤滑性能と冷却性能とを兼ね備えたものである。
【０００３】
このエマルション圧延油は、水と予め混合して攪拌し、平均粒径５〜15μm程度のエマルションを形成させ、圧延油タンクから鋼板やロールバイトに供給される。このとき、圧延油の使用量の低減及び廃液処理量の低減のために、エマルション圧延油は循環使用されるのが通常であり、これを循環給油方式と呼ぶ。
エマルション圧延油は、鋼板やロールバイトにスプレー供給されると、鋼板上やロールバイト入口において水が排除されながら油膜が形成され、このようにして形成された油膜がロールバイトにおける潤滑性を向上させる。すなわち、ロールバイトに導入される油膜が厚いほど、潤滑性は向上し、硬質の金属板であっても高圧下の圧延が可能となる。
【０００４】
一方、操業面では、良好な潤滑性だけでなく、コスト低減のために圧延油の使用量（原単位）を低減することが重要である。エマルション圧延油を使用する場合に、圧延油の原単位を悪化させる主な要因としては、フィルターロス、スカムアウト、ヒュームロス、鋼板による持ち出しが挙げられる。
【０００５】
まず、フィルターロスについては、冷間圧延によって発生する摩耗粉等がエマルション中に取り込まれ、給油循環路に設けたフィルターによって摩耗粉等を分離させる際に、エマルション中の油滴もフィルターに捕捉されてしまうために生じるものである。
【０００６】
スカムアウトは、冷間圧延操業中に、摩耗粉等がエマルションの油中に抱き込まれるため、圧延油の劣化物との混合物であるスカムが発生することにより生じる油分のロスである。
ヒュームロスとは、特に流動点の高い天然油脂を使用する場合に、クーラント全体の温度を50〜60℃程度まで加熱して循環使用しており、これによって生じるヒュームに油分が含まれているために生じるロスである。
また、鋼板による持ち出しは、圧延後の鋼板は油分が付着した状態でコイルとして巻き取られるため、鋼板によって循環系から持ち出される油分によるものである。
【０００７】
したがって、エマルション圧延油の原単位を向上させるためには、これらの原因を解消する必要があり、基油の種類や粘度の選定、界面活性剤の種類や添加量の最適化などの対策がとられている。
【０００８】
さらに、冷間圧延後のコイルは、次工程である焼鈍を施すに先立ち、洗浄工程を経るのが通常である。この洗浄工程では、アルカリ電解脱脂が使用されることが多く、鋼板に付着した油分が多いほど洗浄性は低下するため、アルカリ液の原単位や温度維持のためのコストが、冷延コイルの製造コストを引上げる原因ともなっている。
このようにエマルション圧延油については、現在でも良好な潤滑性と冷却性を維持しながら、圧延油の原単位を含めた、コストの削減が求められている。
【０００９】
一方、調質圧延のように、軟質化した金属板を軽圧下で圧延する場合に用いる圧延潤滑剤は、優れた潤滑性は必要なく、逆に安定した伸長率を得るためには、摩擦係数は高いことが要求される。湿式の調質圧延に使用される潤滑剤は、水溶性の素材で構成され、水中でミセルを形成せず、溶解した状態であるソリューションタイプのものである。
【００１０】
ソリューションタイプの潤滑剤は、潤滑成分自身が水への溶解性を示すため、エマルションのような大きな油滴を形成しない。したがって、冷間圧延において発生する摩耗粉等とはすぐに分離し、潤滑剤中から摩耗粉を除去することが極めて容易となって、フィルター設備の簡易化も可能である。また、摩耗粉を油分中に抱き込むこともないため、スカムの生成によるロスが極めて少なくなる。さらに、ソリューションタイプの潤滑剤は、常温で使用することが可能であり、フュームロスが少ないと共に、洗浄性にも優れ、調質圧延後に鋼板上に残留する潤滑成分が極めて少なく、鋼板による持ち出しロスも低減できる。
【００１１】
ところが、タンデム圧延機やリバース圧延機などによる、圧下率を大きくとる冷間圧延では、依然として潤滑性に優れたエマルション圧延油が使用され、調質圧延のように、伸長率が５％以下の軽圧下域では、摩擦係数が高いソリューションタイプの潤滑剤が使用されており、圧延条件に応じて両者は明確に使い分けられている。
【００１２】
なお、調質圧延でおいて、圧下率20％程度の高圧下を行うためのソリューションタイプの潤滑剤が、特許文献１に開示されている。しかしながら、この潤滑剤は、焼鈍後の軟質化された鋼板の１パス圧延には適用できても、タンデム圧延やリバース圧延などの多パス圧延における、加工硬化が生じるような厳しい圧延条件に対しては、十分な潤滑性を得ることができない。
かように、ソリューションタイプの潤滑剤を、通常のタンデム圧延等の冷間圧延に使用することは困難であると考えられており、通常の冷間圧延における水系の潤滑剤はエマルション圧延油に限定されているのが現状である。
【特許文献１】特開昭６１−７３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記のように、ソリューションタイプの潤滑剤は、潤滑剤自体が常温で水への溶解性を示すため、エマルション圧延油のように摩耗粉の抱き込みは発生せず、圧延油の劣化物との混合物であるスカムが生成しなくなる。また、細かなメッシュのフィルターを用いても、摩耗粉との分離が容易でフィルターに潤滑成分がトラップされることも少ないので、フィルターロスの低減が図れる。さらに、クーラントの低温化が可能であればヒュームロスも低減し、優れた洗浄性によって鋼板による潤滑剤の持ち出し量を低減することが可能であり、現状のエマルション圧延油における原単位の低下要因を持たないという利点がある。
【００１４】
一方で、ソリューションタイプの潤滑剤は、冷間圧延における潤滑性が劣り、特に多パス圧延によってトータル圧下率を大きくとるような冷間圧延条件に対しては適用できないことが、ソリューションタイプの潤滑剤が抱える課題であった。
【００１５】
本発明は、ソリューションタイプの潤滑剤であっても、エマルション圧延油と同等以上の潤滑性を確保することによって、冷間圧延工程においてクーラントとしてソリューションタイプの潤滑剤を循環使用した際に、エマルション圧延油に比べて原単位の向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、特にソリューションタイプの潤滑剤の潤滑性を改善する手段について鋭意研究を重ねた結果、微細な固体粒子の添加が有効であることを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）水溶性ポリアルキレングリコールと平均粒子径が0.01〜0.5μmの固体粒子とを含有することを特徴とする冷間圧延用潤滑剤。
【００１７】
（２）固体粒子の含有率が１〜25質量％である前記（１）に記載の冷間圧延用潤滑剤。
【００１８】
（３）水溶性ポリアルキレングリコールの分子量が500〜10000である前記（１）または（２）に記載の冷間圧延用潤滑剤。
【００１９】
（４）前記ポリアルキレングリコールの１質量％水溶液の曇点が30〜80℃である前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の冷間圧延用潤滑剤。
【００２０】
（５）前記固体粒子は、グラファイト、二硫化モリブデン、二酸化珪素、二酸化チタン、炭化珪素、窒化硼素、二硫化タングステン、酸化ニッケル、酸化銅および二酸化ジルコニウムから選択された１種又は２種以上である前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の冷間圧延用潤滑剤。
【００２１】
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の冷間圧延用潤滑剤を、水に対して0.5〜20体積％で混合させたクーラントを循環使用することを特徴とする冷間圧延方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、潤滑成分に微細な固体粒子を含有させて、潤滑性を従来のエマルション圧延油と同程度以上まで向上することができる。また、潤滑性の向上に寄与させる固体粒子は微細であるため、潤滑剤の循環系において、フィルター等により捕捉されることがなく、さらに潤滑剤成分は水に溶解することから、良好な原単位を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の潤滑剤について、詳しく説明する。
本発明の潤滑剤は、金属帯の冷間圧延に適用するものである。冷間圧延機としては、タンデム圧延機およびリバース圧延機等を含む、通常の冷間圧延機が対象となる。被圧延材についても特に限定する必要はないが、主として薄鋼板の冷間圧延の潤滑剤として有効であり、勿論、普通鋼、高炭素鋼およびステンレス鋼等の鉄系材料のほか、アルミニウムや銅などの非鉄金属の冷間圧延に適用してもよい。
【００２４】
本発明の潤滑剤は、水溶性ポリアルキレングリコール中に、平均粒子径が0.01〜0.5μmの固体粒子を含有することを特徴とする。まず、圧延潤滑剤の主成分としては、水溶性ポリアルキレングリコールを用いる。好ましくは、分子量が500〜10000のポリアルキレングリコールを使用する。
ポリアルキレングリコールは、ポリグリコール、ポリエーテル、ポリアルキレンオキサイドとも呼ばれ、エチレンオキシド（EO）やプロピレンオキシド（PO）などのアルキレンオキシド（AO）を、活性水素を持つ物質に開環重合させて得られる重合物である。これは、合成潤滑剤であって、重合度やアルキル基などを変化させることによって、各種の粘度グレードを有する水溶性のものから非水溶性のものまで幅広い特徴を有する重合物を得ることができる物質である。
【００２５】
ポリアルキレングリコールは、一般に、分子量が大きいほど粘度も増加し、粘度指数も高くなる傾向を示す。本発明においては、冷間圧延に使用する際に、ポリアルキレングリコールとして、平均分子量が500〜10000のものを使用することが好ましい。なぜなら、分子量が大きいほど粘度が上昇し金属帯への付着性が向上するため、平均分子量を500以上とすることが好ましい。一方、分子量が大きすぎると、流動点が高くなって後工程での洗浄に支障が生じる場合があることから、平均分子量を10000以下とすることが好ましい。
【００２６】
ポリアルキレングリコールには、モノオール型、ジオール型、トリオール型などがあり、重合度や、アルキル基などを変化させることにより、目的に応じた特性をもつ分子設計が可能である。一般には、POホモ重合物は非水溶性、EOホモ重合物は水溶性であり、EO/POランダム共重合体ではEO比率が高いほど水溶性が高く、水への溶解性についても分子設計による調整が可能であるが、本発明においては水溶性のポリアルキレングリコールを使用する。
【００２７】
この潤滑剤の主成分であるポリアルキレングリコールが水に溶解することによって、当該潤滑剤を水に混合したクーラントの循環使用中に摩耗粉等とはすぐに分離し、該クーラント中から摩耗粉を除去することが極めて容易となって、フィルターロスの低減を図ることができる。
また、エマルション圧延油のように、摩耗粉を油分中に抱き込むこともないため、スカムの生成によるロスが極めて少なくなる。したがって、スカムを流動させるために昇温する必要もなく常温で使用することができ、フュームロスを低減させることができる。
【００２８】
さらに、洗浄性に優れることから、金属帯上に残留する潤滑成分が極めて少なく、金属帯による持ち出しロスも低減できる。冷却のために圧延ロールにスプレーした場合にも、洗浄性に優れるため、潤滑成分がロール表面に付着していても、それを洗い流しながら冷却を行うことができる。したがって、エマルション圧延油に比べて冷却性能の向上を図ることができる点も有利であり、優れた洗浄性によって、圧延ロールに付着した金属異物も表面から容易に洗い流すことができ、ロール表面に表面疵を発生させにくい。
【００２９】
さらにまた、エマルション圧延油のような乳化安定性の管理を要することがない点で潤滑剤の管理が簡素化される等の利点も得られる。
【００３０】
次に、上記潤滑剤には、平均粒子径が0.01〜0.5μmの固体粒子を含有させることが肝要である。
さて、ポリアルキレングリコールの水溶液自体は、冷間圧延時にロールバイトに引き込まれて流体潤滑作用を示すものの、ワークロールと被圧延材との境界接触部における潤滑作用に劣るため、エマルション圧延油に比べて潤滑性能が劣る。ここに、平均粒子径が0.01〜0.5μmの固体粒子を介在させると、固体粒子がポリアルキレングリコールと共にロールバイト内部に引き込まれることによって、固体潤滑剤として境界接触領域における摩擦係数を低減させ、摩耗や表面損傷を防止する役割を果たすことになる。
【００３１】
ただし、これらの固体粒子の平均粒子径は、0.01〜0.5μmのものを使用することが重要である。さらに望ましくは、0.01〜0.1μmのものを使用する。すなわち、冷間圧延におけるロールバイト内での潤滑剤の膜厚は0.05〜0.5μmの範囲にあるため、固体粒子の平均粒子径が0.5μmを超えると、軟質の変形しやすい固体粒子を除けばロールバイト内でアブレシブ摩耗が生じて、ワークロールの摩耗を促進させてしまう場合があるからである。一方、固体粒子の平均粒子径が0.01μm未満であると、潤滑剤としてロールバイトに供給された固体粒子がロールバイト内部に引き込まれにくくなり、固体潤滑剤成分としての効果が薄れるからである。
【００３２】
ここで、従来、熱間圧延における圧延油において使用されている固体潤滑剤は、ロールバイト内でワークロールと被圧延材の直接接触を防止するスペーサのような役割を果たすことによって、焼付きの発生を防止するのが主たる効果であり、従って比較的に大径の固体粒子が用いられている。これに対して、本発明では、上記の平均粒子径を有する微粒子の固体を使用するため、ロールバイト内の混合潤滑状態における油膜の流れ、すなわち流体潤滑性能を阻害することがなく、一方で境界接触部に直接作用して極圧剤としての効果を発揮したり、高い活性度により摩擦面に吸着して焼付き等の防止を図ることができる。
【００３３】
なお、本発明で使用する固体粒子は、いわゆるナノ粒子の製造方法により作製することができる。ナノ粒子の製造方法は、液相法と気相法が代表的である。液相法としては、溶液に沈殿剤や水を添加して化学反応を生じさせ、生じた物質の核生成および成長により微粒子を生成する液相還元法、逆ミセル法などの溶液法、溶融金属を噴霧して微粒子を製造させる噴霧熱分解法、そしてプラズマジェット法などの融液法を適用できる。また、レーザーやプラズマを利用したCVD法やPVD法などの気相法を用いることもできる。さらに、従来は超微粒子の製造には不向きと考えられていた、粉砕法によっても、湿式ビーズミルによりサブミクロンからナノサイズの超微粒子の作製も可能になっている。
【００３４】
該固体粒子は、冷間圧延用潤滑剤における含有率を１〜25質量％の範囲にして混合し、冷間圧延用潤滑剤として調製することが好ましい。すなわち、固体粒子の含有率が１質量％未満では、十分な境界潤滑性能が得られないからであり、一方25質量％を超えると、潤滑剤全体としての粘度が上昇すると共に、潤滑剤中で十分に分散せず凝集物を生じさせ、潤滑剤配管中に堆積してしまうことがあるからである。
【００３５】
さらに、ポリアルキレングリコールの含有率が10質量％未満では、冷間圧延における流体潤滑性能が低下し、一方60質量％を超えると潤滑剤の消費量が増加して不経済になるため、10〜60質量％の範囲とすることが好ましい。さらに、必要に応じて、次に示す各種添加剤を、上限15質量％の下に含有させてもよい。
【００３６】
なお、潤滑剤には、これらの成分の他に、潤滑性を向上するためのカルボン酸またはその塩を適宜添加してもよい。また、酸化防止剤、極圧添加剤、防錆剤等を添加することもできる。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等を用いることができる。極圧添加剤としては、塩素化油脂、塩素化脂肪酸エステル等の塩素化化合物、硫化油脂、アルキルポリサルファイド等の合成硫黄化合物やリン化合物、有機金属塩化合物等を使用することができる。水溶性防錆剤としては、脂肪族モノカルボン酸等の脂肪酸類に、塩基性物質としてアルカノールアミン等を加えたものを用いることができる。さらに、必要に応じて防腐剤や界面活性剤を添加したものを用いてもよい。
【００３７】
また、前記ポリアルキレングリコールは、その１質量％水溶液の曇点が30〜80℃であることが望ましい。曇点とは、溶液の温度を上昇させると、ある温度で急激に溶解度が低下して白濁する性質をいい、白濁化する温度を指す。ここでは、水溶液の温度を変化させた場合に目視によって白濁を確認した温度によって曇点を表すものとする。例えば、曇点40℃の水溶液について、曇点より低い温度での水溶液の外観と、曇点より高い温度での外観の違いを、図１に例示する。
【００３８】
ポリアルキレングリコールの水溶液として、曇点を有するものを冷間圧延用潤滑剤として使用するのは、曇点未満の温度域と、曇点以上の温度域とでクーラントとしての特性が変化する性質を利用するためである。なぜなら、曇点以上の温度域においては、ポリアルキレングリコールの水への溶解度が低下することで白濁した外観を有するようになるが、金属帯へ供給された場合にも、ポリアルキレングリコールが水と分離しやすい状態となって、金属帯表面への付着性が向上し、ロールバイトでの流体潤滑特性を向上させることができるからである。
【００３９】
すなわち、ポリアルキレングリコールの水溶液の曇点を30〜80℃としたのは、曇点が30℃未満の場合には、ポリアルキレングリコールが水へ溶解する温度が低くなるため、循環系のクーラント全体を、それ以下の低温に維持しなければならず、そのための熱交換機の設備コストが増大するからである。一方、曇点が80℃を超える場合には、クーラント自体を昇温させなければ、より高い流体潤滑性能を発揮させることができないからである。
【００４０】
ここで、使用する固体粒子としては、無機系の層状構造化合物である二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイトおよびこれらのインターカレーション化合物、フッ化グラファイト、天然雲母、合成雲母などを用いることができる。また、セラミック粒子として二酸化珪素、二酸化チタン、炭化珪素、窒化珪素等の他、金属系の固体粒子として、金、銀、すず、銅などの軟質金属や、金属酸化物である酸化ニッケル、酸化銅、二酸化ジルコニウムを使用しても良い。有機系材料として、PTFE、ポリイミドなどの高分子材料や、ワックスあるいはステアリン酸リチウムなどの金属石鹸なども固体粒子として使用できる。さらに、フラーレン、カーボンナノチューブ、クラスターダイヤモンドなど超微粒子として市販されているものを用いても良い。
【００４１】
固体粒子には、とりわけグラファイト、二硫化モリブデン、二酸化珪素、二酸化チタン、炭化珪素、窒化硼素、二硫化タングステン、酸化ニッケル、酸化銅、二酸化ジルコニウムからなる群から選択された１種又は２種以上を用いることが望ましい。これらは、従来、被圧延材の品質への悪影響が少ないと考えられるからである。また、グラファイト、二硫化モリブデンは層状構造を有するためロールバイト内での境界接触部においても摩擦係数を低減させる効果が得られるからである。一方、二酸化珪素、二酸化チタン、炭化珪素、窒化硼素、二硫化タングステンはセラミックス粒子として、冷間圧延用潤滑剤として循環使用しても変質しにくいためである。また、硬質な粒子であり、劣化しにくい特性を有するからである。さらに、酸化ニッケル、酸化銅、二酸化ジルコニウムは高面圧の条件下で極圧剤としての特性も期待できるからである。
【００４２】
なお、グラファイトについては、従来使用されている粒子径のものに対して、アーク放電法、レーザー蒸発法を適用して微細化することが可能である。二硫化モリブデンについては、湿式媒体撹拌ミルにおいて微小なビーズを用いることで粉砕が可能である。また、二酸化チタンについては、光触媒粒子として市販されており、二酸化珪素についても、蛍光標識試薬材料として市販されたものを入手することができる。さらに、これらの酸化物系セラミックスは、他のセラミックスである炭化珪素、窒化硼素、二硫化タングステンと同様に、粉砕法によって比較的容易にサブミクロン以下の微粒子を得ることができる。
【００４３】
以上の冷間圧延用潤滑剤は、水に対して０．５〜２０体積％混合させたものをクーラントとして循環使用することが好ましい。冷間圧延用潤滑剤として、圧延機の形式や被圧延材の種類等によって必要な潤滑性能が異なるため、それに応じた濃度で使用するのが望ましいからである。また、濃度が０．５体積％未満の場合には、金属帯の冷間圧延に必要な潤滑性能が得られず、２０体積％以上では過潤滑となる他、固体粒子がクーラント中で十分に分散せず、循環使用する間に凝集することがあるからである。
【００４４】
このようなクーラントは、循環使用する際に、ポリアルキレングリコールは水に溶解し、また固体粒子は圧延中に発生する摩耗粉等や異物に比べて小さいため、フィルター類によって捕捉されることがない。したがって、エマルション圧延油のようなフィルターロスが生じにくく、スカムの発生も抑えることが可能となる。なお、循環使用時のフィルタリング手段としては、ホフマンフィルタ、電磁フィルター等の通常使用される形式のフィルタリング方式でよい。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。
本発明に従う潤滑剤を作製するに当り、ポリアルキレングリコールには、旭電化株式会社製の商品名「アデカプルロニックＬ31」（以下、「ポリアルキレングリコールＡ」と呼ぶ）及び「アデカプルロニックＬ72」（以下、「ポリアルキレングリコールＢ」と呼ぶ）を用いた。ポリアルキレングリコールＡは、平均分子量1100、濃度１質量％における曇点が40℃のものであり、25℃における動粘度は196 mm２／ｓである。また、ポリアルキレングリコールＢは、平均分子量2850、濃度１質量％における曇点が22℃のものであり、25℃における動粘度は461 mm２／ｓである。
【００４６】
次に、固体粒子には、二酸化珪素及び二酸化チタンを用いて、湿式粉砕法により平均粒径の調整を行ったものを用いた。
また、カルボン酸として炭素数８の直鎖状脂肪酸であるカプリル酸およびトリエタノールアミンを添加剤として含有させ、水により希釈したものを冷間圧延用潤滑剤として調製した。
なお、冷間圧延用潤滑剤の組成は、表１に示すとおりである。
この冷間圧延用潤滑剤を、濃度３体積％になるように水に希釈してクーラントとして用いた。
【００４７】
一方、比較例１として、通常の冷間圧延に使用されるエマルション圧延油を用いた。これは、基油が合成エステル60質量％、天然油脂30質量％、高級脂肪酸５質量％から構成され、ノニオン系界面活性剤２質量％及び極圧添加剤等３質量％を含む冷間圧延油である。この比較例１は、冷間圧延油を濃度３体積％になるように水に希釈してクーラントとして用いた。
【００４８】
さらに、他の比較例として、表１に示すように固体粒子の大きさを前記の発明例から変更したものを用いて、上記と同様に、濃度３体積％になるように水に希釈してクーラントとして用いた。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
冷間圧延は、板厚１mmの普通鋼を被圧延材として、ワークロール径500mmφ、圧延速度1200ｍ／minの条件で行い、各潤滑剤によるクーラントの潤滑性能を調査した。
図２に、冷間圧延時の圧延荷重を示す。図２からは、従来のエマルション圧延油を用いた比較例１に対して、発明例による圧延荷重は、ほぼ同等あるいは低い値を示しており、ソリューションタイプの潤滑剤であっても、従来のエマルション圧延油と同等以上の潤滑特性を示していることがわかる。一方、比較例２では、含有した固体粒子の大きさが小さすぎて、ロールバイト内の境界接触部に有効に作用しないため、潤滑性の向上効果が得られなかったものと考えられる。さらに、比較例３および４については、固体粒子の大きさがロールバイト内での流体膜厚よりも大き過ぎたため、摩擦係数が増加して荷重の低減効果が得られなかったものと考えられる。
【００５１】
さらに、発明例および比較例１について、クーラントを循環使用しながら冷間圧延を実施した結果、比較例１の場合には循環中のクーラントに摩耗粉が混入して、クーラントの外観が黒ずんできたのに対して、発明例では、フィルターによって摩耗粉が除去されながらも、固体粒子のフィルターによる捕捉がなく、循環中は透明な外観を維持していた。また、フィルターによって持ち出される潤滑剤成分の量も大幅に低減され、全体としての潤滑剤の消費量は、いずれの発明例においても比較例１に比べて約1/3以下と大幅に減少した。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】曇点より低い温度での水溶液の外観と曇点より高い温度での水溶液の外観とを例示した写真である。
【図２】各潤滑剤によるクーラントを使用した際の圧延荷重を示すグラフである。
【図２】
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【図１】
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