(57)【要約】【課題】硫黄系化合物の使用量を低減させ、かつすぐれた耐焼き付き性を有するステンレス鋼用熱間圧延油を提供すること。【解決手段】基油として合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を含有し、且つ、硫黄系化合物を１０重量％以上４０重量％未満含有するステンレス鋼用熱間圧延油であって、該合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を混合した基油のヨウ素価が４０以下であるステンレス鋼用熱間圧延油。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油として合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を含有し、且つ、硫黄系化合物を１０重量％以上４０重量％未満含有するステンレス鋼用熱間圧延油であって、該合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を混合した基油のヨウ素価が４０以下であることを特徴とするステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項２】
基油を構成する合成エステルおよび油脂のヨウ素価がそれぞれ４０以下である請求項１に記載のステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項３】
基油が更に鉱物油を含有する請求項１又は２に記載のステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項４】
合成エステルが一価および／または多価アルコールと、炭素数１０〜３６の直鎖型、分岐型、飽和型、不飽和型の脂肪酸及び多塩基酸からなる群から選ばれるいずれか１種以上とのエステル化物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項５】
油脂がグリセリンと炭素数１０〜３６の直鎖型、分岐型、飽和型、不飽和型の脂肪酸及び多塩基酸からなる群から選ばれるいずれか１種以上とのエステル化物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項６】
合成エステルのヨウ素価が４０以下であり、該合成エステルが一価および／または多価アルコールと、炭素数１０〜３６の直鎖型、分岐型、飽和型、不飽和型の脂肪酸及び多塩基酸からなる群から選ばれるいずれか１種以上とのエステル化物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項７】
油脂のヨウ素価が４０以下であり、該油脂がグリセリンと炭素数１０〜３６の直鎖型、分岐型、飽和型、不飽和型の脂肪酸及び多塩基酸からなる群から選ばれるいずれか１種以上とのエステル化物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス鋼用熱間圧延油。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のステンレス鋼用熱間圧延油をニート油、または水で希釈して得られるエマルション、あるいはディスパージョンとして使用することを特徴とする熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステンレス鋼の熱間圧延時に使用する圧延油に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延の分野において、耐焼き付き性の防止、ロール磨耗の低減等を目的に、圧延潤滑油が使用されている。特にステンレス鋼は高温下でも表面が酸化されにくいため、高温下では耐焼き付き効果を持つスケールが容易に形成される一般炭素鋼と比べ、圧延材がロール表面に非常に焼き付きやすいという特徴がある。この焼き付きにより、圧延材の表面品質は大きく低下してしまうため、圧延油には高い耐焼き付き性能が要求されている。
熱間圧延においては、圧延板温度が６０℃から１５０℃程度で行われる冷間圧延とは異なり、圧延板温度が８００℃から１０００℃程度の熱間領域にて圧延が行われ、非常に高温下での潤滑性能が要求される。そのため、熱間圧延油では、通常の冷間圧延油とは、要求性能、圧延油の設計思想などが異なってくる。
【０００３】
従来の熱間圧延油においては、合成エステル、油脂、鉱物油を基油として用い、これらに硫黄系化合物や固体潤滑剤といった焼き付き防止添加剤を溶解、あるいは分散させ、耐焼き付き性の向上を図ってきた。
【０００４】
硫黄系化合物の使用例では、硫化エステルやポリサルファイドを４０〜９０重量％使用している例がある。耐焼き付き性を向上させるには、この硫黄系化合物について、非常に多くの使用量が要求されているが、一方で、圧延時にかかる熱、その後の排水工程における微生物の影響等により、この硫黄系化合物は分解を起こし、新たな分解生成物が発生する。この中には、悪臭とされるメルカプタン類が含まれ、作業環境、周囲環境に多大な悪影響を及ぼす。（特許文献１）
従って、硫黄系化合物の使用量が少なくてもすぐれた耐焼き付き性を有するステンレス鋼用熱間圧延油が望まれている。
【０００５】
一方、固体潤滑剤の使用例では、カルシウム化合物粒子を潤滑油中に分散させている例がある。固体潤滑剤は油中に溶解することができないため、効果的に分散をさせることが要求されるが、その分散状態の維持に課題が残る。分散状態が経時により変化した場合には、凝集による沈降等が起こり、不均一な系となることで、必要とする固体潤滑剤量の不足、ロールバイトへの導入量不足が発生し、それらにより耐焼き付き性が不足し期待した効果を及ぼさないだけでなく、ストレーナ、ノズル部での詰まりが発生し、操業性の低下も招く。（特許文献２）
【０００６】
又、ベースとなる基油に関する検討もなされ、基油としてパームオレインを使用することで潤滑性の向上、摩擦係数の低減を達成している例もあるが、ステンレス鋼の熱間圧延における耐焼き付き性については考慮されておらず、耐焼き付き性を有する熱間圧延油としては使用できない。（特許文献３）
【０００７】
基油に関しては、熱間圧延油の分野ではなく、例えば鋼板用冷間圧延油においては、ヨウ素価が５０〜９０である改質油脂を使用する例がある。これは圧延機廻りの耐汚れ性と鋼板のアルカリ洗浄除去性との両立を求めたものであり、熱間領域における耐焼き付き性は考慮されておらず、耐焼き付き性を有する熱間圧延油としては使用できない。（特許文献４）
【０００８】
溶接用ワイヤの潤滑においては、ヨウ素価が４０以下の送給潤滑油を使用する例がある。これは、送給潤滑油の耐酸化安定度を考慮したものであり、酸化重合・高分子化による流動点の上昇を防止している。これについても、熱間領域における耐焼き付き性は考慮されておらず、耐焼き付き性を有する熱間圧延油としては使用できない。（特許文献５）
尚、金属表面を一時的に保護し、潤滑性にするために、ヨウ素価１００未満の油を使用する例があるが、これは脂肪酸の酸化と室温流動性を考慮したものであり、これについても、熱間領域における耐焼き付き性は考慮されておらず、耐焼き付き性を有する熱間圧延油としては使用できない。（特許文献６）
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２３０１８７
【特許文献２】特開２０００−１６０１８１
【特許文献３】特開平１１−８０７６４
【特許文献４】特開平８−３３７７９１
【特許文献５】特開２０００−１１７４８６
【特許文献６】特表２００４−５１５５６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、硫黄系化合物の使用量を低減させ、かつすぐれた耐焼き付き性を有するステンレス鋼用熱間圧延油を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、ステンレス鋼の熱間圧延における耐焼き付き性向上を鋭意検討した結果、圧延油中の基油として、特定の基油を用いると、上記課題を解決できるとの知見を得、これにより本発明を完成した。
すなわち、本発明は、基油として合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を含有し、且つ、硫黄系化合物を１０重量％以上４０重量％未満含有するステンレス鋼用熱間圧延油であって、該合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を混合した基油のヨウ素価が４０以下であることを特徴とするステンレス鋼用熱間圧延油を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のステンレス鋼用熱間圧延油を用いると、圧延油の耐焼き付き性が大きく向上し、圧延材の表面品質向上が可能となる。さらに、使用する硫黄系化合物の使用量を大きく低減させることができ、作業環境、周囲環境への影響も大きく低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のステンレス鋼用熱間圧延油において使用する基油は、低ヨウ素価の合成エステルおよび／または油脂であり、該合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を混合した基油のヨウ素価が４０以下である。好ましくは、ヨウ素価が３２以下であり、基油の全てが合成エステルであるか、又は合成エステルと油脂の混合物であるのが好ましい。ヨウ素価は、例えば、日本油化学会制定基準油脂分析試験法（ウィイス−シクロヘキサン法）などの方法により容易に測定することができる。
【００１４】
本発明では、さらに基油として鉱物油を用いることができるが、この場合には、鉱物油は本発明のステンレス鋼用熱間圧延油中、５０重量％以下であるのが好ましく、特に４０重量％以下であるのが好ましい。
【００１５】
本発明で用いる合成エステルならびに油脂においては、その構成脂肪酸種によって、性状が大きく変わり、脂肪酸種を選択することで、要求するヨウ素価をもつ基油を得ることができる。
【００１６】
合成エステルとしては、２エチルヘキサノール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、グリセリン、ポリグリセリンといった一価および／または多価アルコールと、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、オレイン酸、ダイマー酸といった炭素数１０〜３６の直鎖型、分岐型、飽和型、不飽和型の脂肪酸及び多塩基酸からなる群から選ばれるいずれか１種以上とのエステル化物を用いるのが好ましい。
【００１７】
油脂としては、大豆油、なたね油、パーム油、牛脂、ラードなどを精製ならびにそれらに水素添加したものを用いるのが好ましく、又、グリセリンと炭素数１０〜３６の直鎖型、分岐型、飽和型、不飽和型の脂肪酸及び多塩基酸からなる群から選ばれるいずれか１種以上とのエステル化物を用いるのが好ましい。
【００１８】
耐焼き付き性には基油に使用する合成エステルおよび／または油脂のヨウ素価が大きく影響を与え、合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を含有し、且つ、該合成エステルおよび／または油脂から選ばれる1種もしくは２種以上を混合した基油のヨウ素価が４０以下であることで、耐焼き付き性に優れる圧延油を得ることができる。
【００１９】
基油を構成する合成エステルおよび／または油脂のヨウ素価がそれぞれ４０以下であるのが好ましい。
【００２０】
基油のヨウ素価は、構成脂肪酸の不飽和度により決定される。不飽和度が高いもの、例えば二重結合を有する脂肪酸は、脂肪酸中における二重結合の数が増える程、熱分解性が急激に悪化することが知られている。
【００２１】
基油を構成する合成エステルおよび／または油脂のヨウ素価を低く抑えることで、高温における圧延時において、効果的な潤滑を提供することができる。
【００２２】
本発明のステンレス鋼用熱間圧延油は、硫黄系化合物を１０重量％以上４０重量％未満含有する。硫黄系化合物の量は３５重量％〜１０重量％が好ましく、さらに３０重量％〜１０重量％が好ましい。
本発明では硫黄系化合物としては、既知の硫黄系極圧添加剤が使用できる。
【００２３】
既知の硫黄系極圧剤としては、硫化油脂、硫化エステル、硫化オレフィン、ポリサルファイドが挙げられる。これらのうち、硫化オレフィンもしくはポリサルファイドを用いるのが好ましい。
【００２４】
本発明による圧延油は更なる耐焼き付き性向上を目的に、基油に対し、既知の極圧添加剤、固体潤滑剤を溶解または分散させて使用することが可能である。このような極圧添加剤や固体潤滑剤としては、リン酸エステル、亜リン酸エステル、チオホスファイト、ジアルキルジチオリン酸塩（例えばZnDTP）、グラファイト等の炭素系化合物、雲母等の層状化合物、二流化モリブデン、金属粒子、金属酸化物粒子があげられ、これらは本発明のステンレス鋼用熱間圧延油に、０.００１〜３０重量％含有させるのがよい。
【００２５】
本発明による圧延油は、基油に対し、その他既知の酸化防止剤、界面活性剤、増粘剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤などを添加して使用することが可能である。
【００２６】
本発明による圧延油は、ニート油での使用、または水で希釈してエマルション、あるいはディスパージョンとして使用できる。このときエマルションやディスパージョン中の本発明のステンレス鋼用熱間圧延油の濃度が１〜１０重量％となるのがよい。
【００２７】
本発明による圧延油は、ステンレス鋼のみならず、普通鋼、珪素鋼をはじめとする金属鋼板の圧延時に使用できる。
【００２８】
本発明による圧延油は、スプレー、ローラー、はけ等により、ロールまたは圧延板に塗布し、使用できる。
【００２９】
本発明による圧延油は、圧延のみならず、切削、研削、プレス、曲げ、引き抜き、絞り、しごきといった塑性加工時の潤滑油としても使用できる。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例ならびに比較例を示す。
【００３１】
表１に示す成分を所定量配合して、本発明の圧延油を製造した。
【００３２】
表２に示す成分を所定量配合し、比較例用の圧延油を製造した。
【００３３】
表１、表２に示す実施例、比較例について、圧延試験を行い、圧延後の板の表面粗さを調査し、耐焼き付き性の評価を行った。
尚、表中の基油のヨウ素価は、以下に示す方法により測定した。
ヨウ素価測定方法
試料をシクロヘキサン１０ｍＬに溶解させ、ウィイス液２５ｍＬを加え、時々振り混ぜながら、常温放置する。
１０ｇ／１００ｍＬヨウ化カリウム２０ｍＬ及び水１００ｍＬを加えよく振り混ぜる。
０．１ｍｏｌ／Ｌチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定する。溶液が微黄色になった時、デンプン溶液を数滴加え、滴定を続ける。溶液の青色が消失するときを終点とする。
ヨウ素価＝（Ａ−Ｂ）ｘＦｘ１．２６９／Ｃ
ここで、
Ａ：空試験の０．１ｍｏｌ／Ｌチオ硫酸ナトリウム標準液使用量（ｍＬ）
Ｂ：本試験の０．１ｍｏｌ／Ｌチオ硫酸ナトリウム標準液使用量（ｍＬ）
Ｆ：０．１ｍｏｌ／Ｌチオ硫酸ナトリウム標準液のファクター
Ｃ：試料採取量（ｇ）
【００３４】
表１
2009144100.tif 000002
【００３５】
表１（続き）
2009144100.tif 000003
【００３６】
表１（続き）
2009144100.tif 000004
表中、*1の付いた値は、鉱油を含まない基油のヨウ素価である。
【００３７】
表２
2009144100.tif 000005
【００３８】
表２（続き）
2009144100.tif 000006
【００３９】
表１、表２に示す物質は、下記のものを使用した。
合成エステル１：トリメチロールプロパンコンプレックスエステル  ヨウ素価２３
合成エステル２：トリメチロールプロパンヤシ油脂肪酸エステル  ヨウ素価６
合成エステル３：２エチルヘキサノールステアリン酸エステル  ヨウ素価０．３
合成エステル４：２エチルヘキサノールオレイン酸エステル  ヨウ素価６２
合成エステル５：トリメチロールプロパンオレイン酸エステル  ヨウ素価８８
油脂１：パーム油精製物  ヨウ素価４０
油脂２：パーム油精製物  ヨウ素価４６
油脂３：パーム油精製物（改質油脂）  ヨウ素価６９
油脂４：パーム油精製物（パームオレイン）  ヨウ素価７０
硫黄系化合物：硫化オレフィン  炭素数８・硫黄含有量３９重量％
【００４０】
＜圧延試験＞
試験片：ＳＵＳ４３０  ３０ｍｍ（幅）×１００ｍｍ（長さ）×２ｍｍ（厚さ）
試験片加熱温度：９００℃
圧延速度：１０ｍｐｍ
ロール径：１００ｍｍ
ロール粗さ：Ｒａ  ０．１６μｍ
圧下率：５０％
圧延油塗布：ニート油を０．０３ｇ滴下した後、ロール面に均一に広げた
【００４１】
＜試験方法＞
試験片を９００℃恒温槽内で１時間以上加熱し、所定の速度で回転しているロールへと導入することで、試験片が圧延される。ロールは＃２４０のサンドペーパーにて、試験片を圧延させる毎に研磨を行った。
【００４２】
＜表面粗さ評価＞
試験装置：表面粗さ形状測定機  サーフコム５７０Ａ（株式会社  東京精密）
粗さ測定方向：圧延向きに対し、直角方向
粗さ測定長さ：３ｍｍ
評価項目：Ｒａ
Ｒａが０．５０以下のものを、耐焼き付き性に優れたものと評価した（○評価）
更には０．４５以下のものを特に優れたものと評価した（◎評価）。又、０．５０を超えるものを悪いものと評価した（×評価）。
【００４３】
＜試験方法＞
試験機に圧延後の試験片をセットし、幅方向、長さ方向の中央部における表面粗さを測定し、その平均値を算出した。
【００４４】
表１、２、図１より、以下のことがわかる。
（１）実施例１〜４、比較例１〜５より、合成エステルおよび／または油脂のヨウ素価がそれぞれ４０以下であるものを基油として使用することで、圧延油として優れた耐焼き付き性を示す。
【００４５】
（２）実施例５〜１０、比較例６より、合成エステルおよび／または油脂を２種以上含有した圧延油においても、それらを混合したヨウ素価が４０以下であれば、優れた耐焼き付き性を示す。ただし、基油を構成する合成エステルおよび／または油脂のヨウ素価がそれぞれ４０以下である方が、耐焼き付き性により優れる。
【００４６】
（３）実施例１１〜１４より、基油を構成する合成エステルおよび／または油脂のヨウ素価がそれぞれ４０以下であるもの、合成エステルおよび／または油脂を２種以上含有し、且つそれらを混合したヨウ素価が４０以下のものに対し、鉱物油を混合しても、圧延油として優れた耐焼き付き性を示す。
【００４７】
（４）実施例１、１５、比較例７より、硫黄系化合物の使用量は１０〜３０重量％であれば、充分な耐焼き付き性を示す。
【００４８】
（５）比較例５より、パームオレインを用いても、優れた耐焼き付き性を示さない。
【００４９】
（６）比較例４、８より、改質油脂を用い、耐汚れ性と鋼板のアルカリ洗浄除去性との両立を求めた冷間圧延油の例においても、優れた耐焼き付き性を示さない。
【００５０】
（７）比較例９より、耐酸化安定度を考慮し、酸化重合・高分子化による流動点の上昇を防止したヨウ素価４０以下の送給潤滑油の例においても、優れた耐焼き付き性を示さない。
【００５１】
実施例、比較例より、ステンレス鋼板用熱間圧延油として、本発明による圧延油を使用することが可能であると判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は実施例１〜４、比較例１〜５より、合成エステル又は油脂のヨウ素価と表面粗さをまとめたものである。
【図１】
2009144100.tif 000007