JP3912624B2

JP3912624B2 - アルミニウム用熱間圧延油及び該圧延油を使用したアルミニウムの熱間圧延方法

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Publication number: JP3912624B2
Application number: JP35395596A
Authority: JP
Inventors: 和弘細見; 俊朗間瀬
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JPH10176180A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延時の噛み込み不良およびスリップを防止し、圧延後の板面に残存する圧延油量が少ないアルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）用熱間圧延油およびそれを用いた圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的に採用されているアルミニウムの熱間圧延油は、精製鉱油を主成分とするものであり、通常は、潤滑性を良くするための成分（脂肪酸、合成エステル、天然油脂等）が混入されている。現在では、脂肪酸のアミンセッケン等の乳化剤が更に添加された圧延油も発明され（特開平7-258672号公報、特開平7-258680号公報）、多く使用されるに至っている。
【０００３】
近年、圧延材板面の品質と生産能率の向上が強く要求されつつあり、熱間圧延油には潤滑性の向上が強く望まれようになっている。ここで、圧延潤滑性を高めるためには、板とロール面との摩擦面（ロールバイト）に、より多くの圧延油を導入させる必要があり、そのためには熱間圧延油の動粘度を高める必要がある。従来は、熱間圧延油の主要成分である精製鉱油の動粘度を高めることによって、圧延油の動粘度を高めていたが、そのようにすると加熱によっても蒸発し難くなり、残留した圧延油が熱延ロールの表面に堆積することとなってしまう。また、一般に熱間圧延では、１種類の熱間圧延油で多品種の圧延材が圧延されるのが普通である。加えて、製品の機械的性質などの制約から、圧延に供する板温度は３００〜５５０℃とかなり温度範囲が広いので、それに使用される圧延油は多品種の圧延材に対して広い温度範囲で有効に機能するものでなければならない。
【０００４】
しかしながら、圧延潤滑性を向上するための手段として圧延油の動粘度を高めた場合には、上記要請に応える上で限界があり、特に低温軟質材を圧延する場合には、ロール表面に圧延油が多量に堆積し、スラブ先端部とロール表面との間に多量の圧延油が存在し、噛み込み不良が発生し易くなるので、まず最初にその点を解消する必要がある。また、圧延中、ロールバイト部に多量の圧延油があると、スリップが生じて圧延材が横滑りし易くなり、圧延操業に悪影響を及ぼす場合がある。更に、圧延後の板面に残存する圧延油の量が多くなると、コイルでの板同士の摩擦が小さくなり、コイルが変形し易くなるという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような課題に鑑みなされたものであり、高温硬質材に対する圧延潤滑性に優れ、かつ、加熱減量（熱により蒸発し、残留しにくいこと）し易く、低温軟質材に対しても噛み込み不良、スリップおよびコイル変形させない熱間圧延油、並びにそれを用いた熱間圧延方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記精製鉱油を主成分としたアルミニウム用熱間圧延油よりも、更に圧延潤滑性に優れ、乳化状態が変動し難く、圧延油に混入してくるアルミニウム摩耗粉の除去が容易で、耐酸化性に優れた圧延油として、天然油脂および／または合成エステルを主成分としたアルミニウム用熱間圧延油を既に提案している（特願平6-221035号、特願平6-338048号、特願平7-043425号）。
【０００７】
本発明は先に提案した上記の圧延油も更に高い効果を得ることを意図したものであり、本発明に係るアルミニウム用熱間圧延油は、従来よりも低動粘度の精製鉱油を用い、且つ、ポリブテンを１〜１０％含有することにより加熱減量の容易化を達成したことを基本的な特徴としている。
【０００８】
より具体的には、本発明に係る熱間圧延油は、下記一般式（式１、式２）で示される平均分子量５００〜３６００のポリブテン１〜１０％を精製鉱油に添加してなることを特徴とする熱間圧延油（好ましくは、その動粘度が２０〜１５０ｍｍ²／ｓ（４０℃））、および下記一般式（式１、式２）で示される平均分子量５００〜３６００のポリブテン１〜１０％、１種または２種以上の天然油脂合成エステルもしくは脂肪酸エステルからなる油性剤５％〜７０％、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤０％〜５％、脂肪酸３％〜２０％、及びトリエタノールアミン０％〜４％を含有し、残部が精製鉱油からなることを特徴とする、動粘度が２０〜１５０ｍｍ²／ｓ（４０℃）の熱間圧延油である。
【０００９】
【化３】

【００１０】
本発明に係る熱間圧延油においては、前記ポリブテンの平均分子量は１０００〜３０００、前記ポリブテンの添加量は３〜６％、前記油性剤の添加量は２０〜６０％、前記非イオン界面活性剤の添加量は２〜４％、前記脂肪酸の添加量は５〜１０％、前記トリエタノールアミンの添加量は０．２５〜３％、前記動粘度は４０〜７０ｍｍ²／ｓであることが好ましい。
【００１１】
また，本発明に係るアルミニウム熱間圧延方法においては、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の熱間圧延工程において、上述したような本発明に係る熱間圧延油を２〜１０％のエマルションとして熱間圧延機に供給し、圧延ロールの冷却と圧延潤滑をする工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記エマルションの濃度は７％、前記エマルンョンの温度は６０℃、前記エマルションの平均粒径は２〜３μｍであることが好ましい。なお、エマルションの平均粒径は、（株）堀場製作所製レーザー式粒度分布測定装置ＬＡ７００を使用して測定したものである。
【００１３】
ポリブテンは、鉱油に比べて加熱減量し易く、加熱分解時に残留物が残り難いことから、アルミニウム・銅の塑性加工用潤滑剤として用いられている。ここで、アルミニウム用熱間圧延油を低動粘度精製鉱油とポリブテンとで処方した場合には、圧延油の動粘度が同じであったとしても、従来の精製鉱油で処方した圧延油よりも加熱減量し易くなる。従って、熱間圧延工程のロール表面には、同動粘度物質（鉱油）が堆積し難くなり、噛み込み不良が発生し難くなる。また、圧延後の板表面に圧延油が残留し難くなり、コイル変形が発生し難くなる。
【００１４】
熱間圧延において、ロールと板材の間に導入される圧延油の動粘度は、面圧上昇に伴って増加するが、ポリブテンは、メチル基の側鎖を多量に有しているため、圧力動粘度係数が高い。このため、精製鉱油に比べて、圧延時にロールバイト内の圧力が上昇すると、その動粘度が上昇し易くなる。その結果、圧延時にロールと圧延材表面の間に存在する油膜が厚くなり、潤滑性が良好となる。ここで、熱間圧延は圧下量が大きいため、その圧延潤滑性はロールバイト内に導入される圧延油量が重要となるが、ポリブテンを採用した場合には、圧延時のロールバイト内の圧力上昇に伴って動粘度が上昇し、油膜が厚くなって潤滑性が良好となるので、熱間圧延に好適である。
【００１５】
【発明を実施するための形態】
［ポリブテン］
ポリブテンには、末端に２重結合を持つ未水添ポリブテン（式１）と、末端に２重結合を持たない水添ポリブテン（式２）とがあるが、未水添の場合、この２重結合の存在により金属表面に吸着し易くなることから、摩擦面でより強固な油膜を形成するので、水添ポリブテンよりも潤滑性が優れる。
【００１６】
【化４】

【００１７】
ポリブテンは、圧延後の板面残油量、ハンドリング性の面から、平均分子量の上限は３６００、濃度の上限は１０％、潤滑性の面から、平均分子量の下限は５００、濃度の下限は１％が望ましい。
【００１８】
［油性剤］
油性剤は、１種または２種以上の天然油脂、合成エステルもしくは脂肪酸エステルからなる。
【００１９】
熱間圧延は、特に境界潤滑が支配的であるため、境界潤滑を強化するために上記油性剤を添加する。一般に、油性剤の添加量が多いほど境界潤滑には有利であるが、実機ミルに要求される潤滑性によって、その添加量を決定する。
【００２０】
＜天然油脂＞
天然油脂としては、具体的に、大豆油、菜種油、パーム油、椰子油、豚脂、牛脂などの天然油脂があげられる。この中では、パーム油、椰子油が望ましい。
【００２１】
＜合成エステル＞
本発明で使用される合成エステルは、ネオペンチルグリコールエステル、トリメチロールプロパンエステル、及びペンタエリスリトールエステルである。
エステルを構成する脂肪酸は直鎖のもの、分枝を有するものであって炭素数１０〜１８のものいずれでもよい。また、合成エステルはフルエステルあるいは部分エステルどちらでもよいが、圧延潤滑性の面からはフルエステルのほうが望ましい。
【００２２】
以下、具体的な合成エステルを列記する。
＜ネオペンチルグリコールエステル＞
本発明において、好ましい合成エステルとして使用されるネオペンチルグリコールエステルを例示すれば、ネオペンチルグリコールカプリン酸モノエステル、ネオぺンチルグリコールカプリン酸ジエステル、ネオぺンチルグリコールリノレン酸モノエステル、ネオぺンチルグリコールリノレン酸ジエステル、ネオぺンチルグリコールステアリン酸モノエステル、ネオぺンチルグリコールステアリン酸ジエステル、ネオぺンチルグリコールオレイン酸モノエステル、ネオぺンチルグリコールオレイン酸ジエステル、ネオぺンチルグリコールイソステアリン酸モノエステル、ネオぺンチルグリコールイソステアリン酸ジエステル、ネオぺンチルグリコ−ル椰子油脂肪酸モノエステル、ネオぺンチルグリコール椰子油脂肪酸ジエステル、ネオぺンチルグリコール牛脂脂肪酸モノエステル、牛脂脂肪酸ジエステル、ネオぺンチルグリコールパーム油脂肪酸モノエステル、ネオぺンチルグリコールパーム油脂肪酸ジエステル、ネオぺンチルグリコール２モル・ダイマ酸１モル・オレイン酸２モルの複合エステルがある。
この内では、特にオレイン酸、イソステアリン酸、椰子油脂肪酸、牛脂脂肪酸のエステルが好ましい。
【００２３】
＜トリメチロールプロパンエステル＞
トリメチロールプロパンエステルとしては、トリメチロールプロパンカプリン酸モノエステル、トリメチロールプロパンカプリン酸ジエステル、トリメチロールプロパンカプリン酸トリエステルートリメチロールプロパンリノレン酸モノエステル、トリメチロールプロパンリノレン酸ジエステル、トリメチロールプロパンリノレン酸トリエステル、トリメチロールプロパンステアリン酸モノエステル、トリメチロールプロパンステアリン酸ジエステル、トリメチロールプロパンステアリン酸トリエステル、トリメチロールプロパンオレイン酸モノエステル、トリメチロールプロパンオレイン酸ジエステル、トリメチロールプロパンオレイン酸トリエステル、トリメチロールプロバンイソステアリン酸モノエステル、トリメチロールプロパンイソステアリン酸ジエステル、トリメチロールプロパンイソステアリン酸トリエステル、トリメチロールプロパン椰子油脂肪酸モノエステル、トリメチロールプロパン椰子油脂肪酸ジエステル、トリメチロールプロパン椰子油脂肪酸卜リエステル、トリメチロールプロパン牛脂脂肪酸モノエステル、トリメチロールプロパン牛脂脂肪酸ジエステル、トリメチロールプロパン牛脂脂肪酸トリエステル、トリメチロールプロパンパーム油脂肪酸モノエステル、トリメチロールプロパンパーム油脂肪酸ジエステル、トリメチロールプロパンパーム油脂肪酸トリエステル、トリメチロールプロパン２モル・ダイマ酸１モル・オレイン酸４モルの複合エステルが挙げられる。
この内では、特にオレイン酸、イソステアリン酸、椰子油脂肪酸、牛脂脂肪酸のエステルが好ましい。
【００２４】
＜ペンタエリスリトールエステル＞
ぺンタエリスリトールエステルとしては、ぺンタエリスリトールカプリン酸モノエステル、ぺンタエリスリトールカプリン酸ジエステル、ぺンタエリスリトールカプリン酸トリエステル、ぺンタエリスリトールカプリン酸テトラエステル、ぺンタエリスリトールリノレン酸モノエステル、ぺンタエリスリトールリノレン酸ジエステル、ペンタエリスリトールリノレン酸トリエステル、ぺンタエリスリトールリノレン酸テトラエステル、ぺンタエリスリトールステアリン酸モノエステル、ぺンタエリスリトールステアリン酸ジエステル、ペンタエリスリトールステアリン酸トリエステル、ぺンタエリスリトールステアリン酸テトラエステル、ぺンタエリスリトールオレイン酸モノエステル、ぺンタエリスリトールオレイン酸ジエステル、ぺンタエリスリトールオレイン酸トリエステル、ぺンタエリスリトールオレイン酸テトラエステル、ぺンタエリスリトールイソステアリン酸モノエステル、ぺンタエリスリトールイソステアリン酸ジエステル、ぺンタエリスリト−ルイソステアリン酸トリエステル、ぺンタエリスリトールイソステアリン酸テトラエステル、ぺンタエリスリトール椰子油脂肪酸モノエステル、ぺンタエリスリトール椰子油脂肪酸ジエステル、ぺンタエリスリトール椰子油脂肪酸トリエステル、ぺンタエリスリトール椰子油脂肪酸テトラエステル、ぺンタエリスリトール牛脂脂肪酸モノエステル、ぺンタエリスリトール牛脂脂肪酸ジエステル、ぺンタエリスリトール牛脂脂肪酸トリエステル、ぺンタエリスリトール牛脂脂肪酸テトラエステル、ペンタエリスリトールパーム油脂肪酸モノエステル、ぺンタエリスリトールパーム油脂肪酸ジエステル、ぺンタエリスリトールパーム油脂肪酸トリエステル、ぺンタエリスリトールパーム油脂肪酸テトラエステル、ぺンタエリスリトール２モル・ダイマ酸１モル・オレイン酸６モルの複合エステルが挙げられる。
この内では、特にオレイン酸、イソステアリン酸、椰子油脂肪酸、牛脂脂肪酸のエステルが好ましい。
【００２５】
＜脂肪酸エステル＞
脂肪酸エステルの内、例えば、カプリン酸メチル、カプリン酸エチル、カプリン酸ブチル、カプリン酸オクチルについては、脂肪酸側の炭素数が１０で、アルコール側の炭素数はそれぞれ１、２、４、８となる。
このような形態で本発明において使用可能な脂肪酸エステルを表示すると、脂肪酸側の炭素数が１０〜１８で、アルコール側の炭素数が１〜８の脂肪酸エステルということになる。
【００２６】
即ち、本発明において望ましい脂肪酸エステルは、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸オクチル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸オクチル、バルチミン酸メチル、バルチミン酸エチル、バルチミン酸ブチル、バルチミン酸オクチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチル、オレイン酸オクチル等である。
【００２７】
［ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤］
ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤は、電気的に中性で安定なため、外来からのイオンの混入等によって乳化性が変化し難いという特徴がある。
添加量も、実機ミルの構造に合わせて選定するため、最適値はないが、通常は数％程度で十分である。また、入れすぎると、廃水処理が困難となるため、その観点から上限が決まってくる。
【００２８】
ポリエチレングリコ−ル型非イオン界面活性剤は、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、及び脂肪酸エチレンオキサイド付加物のうち、１種または２種以上のものからなる界面活性剤であることが好ましい。
【００２９】
以下、その種類を具体的に列記する。
＜高級アルコールエチレンオキサイド付加物＞
好ましい高級アルコールエチレンオキサイド付加物を例示すると、ラウリルアルコールエチレンオキサイド４モル付加物、ラウリルアルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、ラウリルアルコールエチレンオキサイド１８モル付加物、セチルアルコールエチレンオキサイド４モル付加物、セチルアルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、セチルアルコールエチレンオキサイド１８モル付加物、オレイルアルコールエチレンオキサイド４モル付加物、オレイルアルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、オレイルアルコールエチレンオキサイド１８モル付加物、椰子油還元アルコールエチレンオキサイド４モル付加物、椰子油還元アルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、椰子油還元アルコールエチレンオキサイド１６モル付加物、牛脂還元アルコールエチレンオキサイド４モル付加物、牛脂還元アルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、牛脂還元アルコールエチレンオキサイド１８モル付加物、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のチーグラーアルコールエチレンオキサイド４モル付加物、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のチーグラーアルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のチーグラーアルコリルエチレンオキサイド１８モル付加物、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のオキソアルコールエチレンオキサイド４モル付加物、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のオキソアルコールエチレンオキサイド１１モル付加物、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のオキソアルコールエチレンオキサイド１８モル付加物がある。
この内では、特にラウリルアルコール、オレイルアルコール、オキソアルコールのエチレンオキサイド付加物が好ましい。
【００３０】
＜アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物＞
アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物としては、ノニルフェノールエチレンオキサイド２モル付加物、ノニルフェノールエチレンオキサイド１１モル付加物、ノニルフェノールエチレンオキサイド２０モル付加物、ドデシルフェノールエチレンオキサイド２モル付加物、ドデシルフェノールエチレンオキサイド１１モル付加物、ドデシルフェノールエチレンオキサイド２０モル付加物、オクチルフェノールエチレンオキサイド２モル付加物、オクチルフェノールエチレンオキサイド１１モル付加物、オクチルフェノールエチレンオキサイド２０モル付加物が挙げられる。
【００３１】
＜脂肪酸エチレンオキサイド付加物＞
脂肪酸エチレンオキサイド付加物としては、ポリエチレングリコールラウリン酸モノエステル（エチレンオキサイド２モル〜２０モル付加物）、ポリエチレングリコールラウリン酸ジエステル（エチレンオキサイド２モル〜２０モル付加物）、ポリエチレングリコールステアリン酸モノエステル（エチレンオキサイド２モル〜２０モル付加物）、ポリエチレングリコールステアリン酸ジエステル（エチレンオキサイド２モル〜２０モル付加物)、ポリエチレングリコールオレイン酸モノエステル（エチレンオキサイド２モル〜２０モル付加物）、ホリエチレングリコールオレイン酸ジエステル（エチレンオキサイド２モル〜２０モル付加物）があげられる。
【００３２】
［脂肪酸］
脂肪酸は油性剤としての役割がある他、アミンと反応して脂肪酸アミンセッケンを生成し、乳化剤として機能する。添加量は、要求される潤滑性や乳化性に応じて定められる。但し、脂肪酸を添加しすぎると、脂肪酸の金属セッケンが多く生成し、圧延潤滑や乳化性に悪影響を与えることに加え、Ｆｅの腐食が顕著となるので注意する必要がある。
【００３３】
脂肪酸の種類としては、例えば、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、デミスリチン酸、ぺンタデカン酸、パルチミン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、べへン酸等の直鎖飽和酸や、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノル酸、リノレン酸、リシノール酸などの不飽和脂肪酸がある。
【００３４】
しかしながら、工業的なアルミニウムの圧延油として望ましい脂肪酸という観点から見ると、圧延潤滑性、作業性、長期安定性及びコストの面を考慮しなければならない。その点を考慮すると、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、オレイン酸などが好ましい。
【００３５】
［トリエタノールアミン］
トリエタノールアミンは、脂肪酸と反応して脂肪酸アミンセッケンを生成し、乳化剤として機能する他、ｐＨの調整剤としても使用する。
【００３６】
［鉱油］
鉱油は、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油のいずれも使用可能である。
【００３７】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３８】
実施例及び比較例の評価は次の方法により行った。
（１）圧延潤滑性評価（面質程度）

【００３９】
＜評価方法＞
電子顕微鏡により、圧延後の板面を観察し、焼付き程度から圧延潤滑性を評価した。また、圧延時の圧延荷重からも圧延潤滑性を評価した。
【００４０】
（２）噛み込み性評価

【００４１】
＜評価方法＞
ロール間隙を１０ｍｍから０．５ｍｍピッチで変えて圧延し（即ち、ロール間隙を５ｍｍづつ大きくしていき）、圧延材が噛み込んだ際の噛み込み角を限界噛み込み角とした。限界噛み込み角が大きいほど、噛み込み易いことになる。
【００４２】
（３）圧延後の板面残油量

【００４３】
＜評価方法＞
上記圧延条件で、各種圧延油について１０枚圧延し、圧延後の板面の残油量を測定し、１０枚の平均値を求めた。板面をクロロホルムで洗い流し、その溶液を０．２２μｍ径のフィルターで濾過し、予め秤量したビーカに入れ、クロロホルムを蒸発させた。再度ビーカの重量を測定し、残油量を測定した。
【００４４】
［本発明例１］
表１を基本成分として、ポリブテンと精製鉱油を用いて動粘度を調整した圧延油について、上記評価（圧延潤滑性評価（面質程度）、噛み込み性評価、圧延後の板面残油量）を実施した。本発明を表２に、比較例を表３に示した。
なお、各評価結果に対する合否判定基準は、限界噛み込み角については１２ｄｅｇ以上であること、荷重については１５ｔ以下であること、板面残油量については０．２５ｇ／ｍ²以下であることを合格とする。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
【表３】

【００４８】
表２に示すように、本発明に係る圧延油で圧延実験した結果、圧延荷重は８〜１５ｔと小さく、圧延後の板面質には、暁付きが確認されず良好であった。更に、本圧延油では、限界噛み込み角が１２〜１５ｄｅｇであり、噛み込み易く、圧延後の板面残油量も０．１５〜０．２４ｍｇ／ｍ²と少なかった。これにより、本発明圧延油は、圧延潤滑性、噛み込み性に優れ、圧延後の板面に残りにくい圧延油であることが分かる。
【００４９】
比較例を示した表３から以下のことが分かる。
試験Ｎｏ．１１は、噛み込み性に優れ、板面残油量は少ないが、ポリブテンがないため、圧延潤滑性が悪かった。
試験Ｎｏ．１２は、試験Ｎｏ．１に比べて、動粘度が高いため、やや圧延荷重が低いが、ポリブテンがないため、やはり圧延潤滑性が悪い。
試験Ｎｏ．１３は、鉱油の動粘度が高いため、噛み込み性は低下し、板面の残油量も多くなる。
試験Ｎｏ．１４、１５、１６は、ポリブテンを１０％以上添加すると、板面質に潤滑むらが発生し、一部暁付きが発生した。また、多量のポリブテンは圧延油と相溶し難く、ブレンド時の操作性が低下する。
試験Ｎｏ．１７は、圧延油の動粘度が低く、ロールバイト内へ圧延油が導入し難くなり、圧延潤滑性が悪くなった。
試験Ｎｏ．１８は、圧延油の動粘度が高く、噛み込み性が悪くなり、圧延後の板面残油量も多かった。
【００５０】
［本発明例２］
表４に示した成分を基本成分として、合成エステル（ネオペンチレングリコールオレイン酸ジエステル）、天然油脂及びオレイン酸ブチルの添加量を変化させ、圧延潤滑性評価、噛み込み性評価及び圧延後の板面算油量評価を実施した。その他の条件は全て発明例１の場合と同じである。また、圧延油の動粘度は全て精製鉱油によって５０ｍｍ²／ｓに調整した。評価結果は表５に示す通りである。
【００５１】
【表４】

【００５２】
【表５】

【００５３】
表５に示されるように、合成エステル、天然油脂及び脂肪酸エステルの添加量の総和が５〜７０％の範囲では、圧延荷重は全て１３トン以下となり、板面質も良好であった。さらに、限界噛み込み角は全て１４ｄｅｇ以下であり、残油量も０．２１以下であり、問題ないレベルである。また、この表５より、オレイン酸が４〜１８％の間では、圧延潤滑性及び噛み込み性とも満足できるが、表６より、オレイン酸を２％にすると、圧延潤滑性に問題が生じ、２０％以上にすると噛み込み性に問題が発生することがわかる。
【００５４】
一方、比較例を表６に示した。この表６に示されるように、合成エステル天然油脂及び脂肪酸エステルの添加量の総和が５％以下の場合には、板面に焼き付きが発生した。また、それらの総和が７０％以上になると、精製鉱油の濃度が少なくなり、動粘度調整がしにくくなる他、噛み込み性が悪化し、板面残油量が０．２５ｇ／ｍ²以上となった。
【００５５】
【表６】

【００５６】
圧延油中に添加される脂肪酸の種類を変化させて行った評価結果を表８に示す。圧延実験における条件及び評価とその評価基準は、上記発明例と同じである。基本成分は、表７に示した通りである。
【００５７】
【表７】

【００５８】
【表８】

【００５９】
＜非イオン界面活性剤、トリエタノールアミン＞
これら２種類の添加剤は主に、圧延油の乳化性や、それから得られるエマルションの廃水処理性を左右する。それらの関連する実施例を以下に示す。
【００６０】
乳化性及び廃水処理性は、表９に示した基本成分に対して、非イオン界面活性剤及びトリエタノールアミンの添加量を変化させることにより評価した。
【００６１】
【表９】

【００６２】
まず、乳化性は、エマルションの平均粒径とＥＳＩとで評価した。エマルションの平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ７００）で測定した。ＥＳＩは、エマルション４００ｍＬをメスシリンダーに入れ、５０℃で３０分間静置させた後、上層の１００ｍＬ中の油分濃度と下層の１００ｍＬ中の油分濃度を測定し、それぞれの濃度から（Ｐ）式を用いてＥＳＩを評価した。この（Ｐ）式によれば、ＥＳＩが１に近いほど乳化が安定であり、０に近いほど乳化が不安定であることになる。
【００６３】
ＥＳＩ＝｛（下層中の油分濃度）／（上層中の油分濃度）｝×１００…（Ｐ）
【００６４】
廃水処理性は、１％のエマルションを表１０に示した手順で油水分離し、水中の油分濃度で評価した。なお、エマルションは全て、１Ｌのビーカーを用いてエマルションの容量が８００ｍＬになるようにした状態で、ホモミキサー（特殊化工機（株）製マーク２）を用いて９０００ｒｐｍで３０分攪拌することによって作成した。合格判定基準は、エマルションの平均粒径は２〜３．５μｍの範囲内にあること、ＥＳＩは０．７以上であること、廃水処理性は水中油分濃度１００ｐｐｍ以下であることである。
【００６５】
【表１０】

【００６６】
以上のような実験により得られた乳化性及び廃水処理性についての評価結果を表１１に示す。表１１において、ＴＥＡはトリエタノールアミン、ＥＭ１はポリエチレングリコールラウリン酸モノエステル（エチレンオキサイド２モル付加）、ＥＭ２はポリエチレングリコールラウリン酸モノエステル（エチレンオキサイド１０モル付加）、ＥＭ３はポリエチレングリコールラウリン酸モノエステル（エチレンオキサイド２０モル付加）である。
【００６７】
【表１１】

【００６８】
表１１より、非イオン界面活性剤としてＥＭ１よりもＥＭ２、また、それよりもＥＭ３の方が乳化性に優れ、これに対応する形で、廃水処理性が次第に悪くなっていくのがわかる。しかしながら、いずれにしても、非イオン乳化剤が０〜５％、トリエタノールアミンが０〜４％の範囲では、乳化性及び廃水処理性が満足されるものになることがわかる。
一方、比較例（表１２）からは、非イオン界面活性剤の種類に依らず、その濃度が７％以上になると、廃水処理性が悪くなることがわかる。また、トリエタノールアミンが６％ではエマルションの粒径を満足しなくなることがわかる。
【００６９】
【表１２】

【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、アルミニウムの熱間圧延油を、平均分子量５００〜３６００の水添もしくは未水添ポリブテンを含むものとし、そこに所定の添加剤を加えた上で残部を精製鉱油からなるものとしたことにより、高温硬質材に対する圧延潤滑性に優れ、かつ、加熱減量し易く、低温軟質材に対しても噛み込み不良、スリップ及びコイル変形させない熱間圧延油を提供することができる。
また、このような熱間圧延油を使用してエマルションを作製し、そのエマルションを熱間圧延工程にて熱間圧延機に供給し、圧延ロールの冷却と圧延潤滑をすることにより、効率的にアルミニウム熱間圧延を行えるようになる。

Claims

下記一般式（式１、式２）で示される平均分子量５００〜３６００のポリブテン１〜１０％、1種または２種以上の天然油脂、合成エステルもしくは脂肪酸エステルからなる油性剤５〜７０％、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤０〜５％、脂肪酸３〜２０％、及びトリエタノールアミン０〜４％を含有し、残部が精製鉱油からなることを特徴とする動粘度が２０〜１５０ｍｍ^２／ｓ（４０℃）のアルミニウム用熱間圧延油。
前記ポリブテンの平均分子量は１０００〜３０００、前記ポリブテンの添加量は３〜６％、前記油性剤の添加量は２０〜６０％、前記非イオン界面活性剤の添加量は２〜４％、前記脂肪酸の添加量は５〜１０％、前記トリエタノールアミンの添加量は０．２５〜３％、前記動粘度は４０〜７０ｍｍ^２／ｓであることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム用熱間圧延油。
アルミニウムもしくはアルミニウム合金の熱間圧延工程において、請求項１または２記載の熱間圧延油を２〜１０％のエマルションとして熱間圧延機に供給し、圧延ロールの冷却と圧延潤滑をする工程を含むことを特徴とするアルミニウムの熱間圧延方法。
前記エマルションの濃度が７％、前記エマルションの温度が６０℃、前記エマルションの平均粒径が２〜３μｍであることを特徴とする請求項３記載のアルミニウムの熱間圧延方法。