JPH04331293A

JPH04331293A - 熱間加工用潤滑剤

Info

Publication number: JPH04331293A
Application number: JP13041991A
Authority: JP
Inventors: Jun Hasegawa; 準長谷川; Takashi Nakajima; 孝志中島
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1991-05-02
Publication date: 1992-11-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工用潤滑剤、特
に継目無し鋼管造管の熱間圧延（マンドレルミル圧延加
工）に適する熱間加工用潤滑剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より熱間加工用潤滑剤、特に継目無
し鋼管の熱間圧延用潤滑剤としては、一般に黒鉛粉末、
飽和ジカルボン酸及び分散剤からなる組成物を水に分散
させたもの（特開昭５９−１８７９９号公報）、黒鉛粉
末、樹脂粉末等を水に溶解分散させた組成物（特開昭５
８−１３８７９５号公報）、黒鉛粉末及び硬化性系樹脂
を含有する組成物（特公昭６２−３４３５９号公報）等
が知られている。一方、黒鉛粉末を含有しない熱間加工
用潤滑剤としては、特公昭５１−３４５４８号公報に開
示されたフタル酸等を含有する潤滑剤が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前記水
分散型潤滑剤では、黒鉛粉末を含有しているため、潤滑
剤の保管時、潤滑剤のマンドレルバー表面への供給塗布
する時、及び潤滑剤を塗布した後、マンドレルミルによ
り圧延される時等において、黒鉛粉末が周囲に付着ある
いは飛散して、作業環境を汚染するという問題点があっ
た。また、従来の前記黒鉛粉末を含有しない熱間加工用
潤滑剤では、熱間圧延における潤滑性能が黒鉛系潤滑剤
より劣るという問題点があった。

【０００４】本発明は、前記欠点を克服するものであり
、熱間潤滑性能に優れるとともに作業環境を改善するこ
とができる熱間加工用潤滑剤を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは黒鉛以外の
固体潤滑剤、及び潤滑剤組成物の熱間潤滑性能について
種々検討した結果、カルボン酸類の塩、合成樹脂及び界
面活性剤等を配合することにより、極めて優れた熱間潤
滑性能を発揮すること、及び作業環境を改善できること
を見出して本発明を完成するに至ったのである。即ち、
本第１発明の熱間加工用潤滑剤は、（ａ）カルボン酸類
の塩、（ｂ）水溶性高分子及び合成樹脂のうちの少なく
とも合成樹脂、並びに（ｃ）アニオン系界面活性剤及び
ノニオン系界面活性剤のうちの少なくとも一方を含有す
ることを特徴とする。そして、本第３発明の熱間加工用
潤滑剤は、前記第１発明の組成物に高分子多塩基酸塩を
添加させたことを特徴とする。

【０００６】本発明におけるカルボン酸類の塩に用いら
れる酸としては、（１）カプロン酸、カプリル酸、ラウ
リン酸等の脂肪族モノカルボン酸、（２）コハク酸、グ
ルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、アゼ
ライン酸、ヘット酸、ドデカ２酸、シトラエン酸、メサ
コン酸、グルタコン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、
フマル酸、トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロ
ン酸、テトラクロロ無水マレイン酸、１，１０−デカメ
チレンジカルボン酸等の脂肪族ポリカルボン酸、並びに
（３）無水フタル酸、イソフタル酸、無水トリメリット
酸、ピロメリット酸、ベンゼンペンタカルボン酸、テト
ラハイドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、
無水ピロメリット酸、テレフタル酸等の芳香族ポリカル
ボン酸等を使用することができる。

【０００７】また、前記カルボン酸類の塩としては、（
１）ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属
塩、（２）カルシウム、バリウム、ストロンチウム等の
アルカル土類金属塩、並びに（３）アミン塩及びアンモ
ニウム塩等を使用することができる。また、前記カルボ
ン酸類の塩の含有量は、本発明の潤滑剤組成物の合計を
１００重量部とした場合、２０〜５０重量部が適当であ
る。この含有量が２０重量部未満では、熱間圧延潤滑性
能が劣り、含有量が５０重量部を越えると工具（マンド
レルバー）表面に対する付着性が低下するからである。

【０００８】本発明における水溶性高分子としては、（
１）メチルセルロース、水溶性エーテルセルロース、ナ
トリウムカルボキシメチルセルロース、アンモニウムカ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシプロピル
セルロースのような主として水分散性の変性セルロース
、並びに（２）カゼイン、アルギン酸ナトリウムのよう
なアルギン酸塩、ポリメタクリレート、ポリビニルアル
コール、デンプン、ゼラチン、アラビアゴム、多糖類及
びスチレン−マレイン酸樹脂等を使用することができる
。

【０００９】本発明における合成樹脂としては、酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリ
ル酸エステル共重合体、ポリエチレン樹脂、スチレン共
重合体樹脂、ポリウレタン系樹脂等を水に分散させたも
のを使用することができる。この合成樹脂の含有量は、
本発明の潤滑剤組成物の合計を１００重量部とした時、
５〜３０重量部が適当である。この含有量が５重量部未
満では、工具表面に対する付着性が劣り、３０重量部を
越えると熱間潤滑性能が低下するからである。

【００１０】本発明の潤滑剤における界面活性剤として
は、アニオン系界面活性剤及び／又はノニオン系界面活
性剤を使用する。ここで、カチオン系界面活性剤を使用
しないのは、潤滑剤の分散液の安定性が悪くなるためで
ある。アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸石けん、
ロート油、硫酸アルキル塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン
酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸塩、Ｎ−（２−スルホ）コハ
ク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩等を挙げるこ
とができる。

【００１１】ノニオン系界面活性剤としては、（１）ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、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
キルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油
、ポリオキシエチレンアビエチルアルコール、ポリオキ
シエチレンアルキルチオエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルアミド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピ
レングリコール、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンジ脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレングリコール脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ脂肪酸エステル
、ポリオキシエチレンソルビタントリ脂肪酸エステル等
のポリオキシエチレン系界面活性剤、（２）エチレング
リコールモノ脂肪酸エステル、プロピレングリコールモ
ノ脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノ脂肪酸エ
ステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタエリト
リットモノ脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エス
テル、ソルビタンセスキ脂肪酸エステル、ソルビタント
リ脂肪酸エステル等の多価アルコール系界面活性剤、並
びに（３）脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸ジエタ
ノールアミド、脂肪酸モノイソプロパノールアミド等の
アルキロールアミド系界面活性剤等を挙げることができ
る。

【００１２】この界面活性剤の含有量は、潤滑剤組成物
全体を１００重量部としたとき、０．０５〜１０重量部
の範囲が適当である。この含有量が０．０５重量部未満
では、潤滑剤液の安定性が劣り、含有量が１０重量部を
越えると、工具表面に対する付着性が低下するからであ
る。

【００１３】本第３発明において用いられる高分子多塩
基酸塩を構成する酸は、高分子であり、且つ塩基成分と
反応しうる酸基が２以上含まれる酸であり、その分子量
は、通常、数千〜数十万程度であり、例えば、フミン酸
、ニトロフミン酸、若しくはリグニンスルホン酸等を用
いることができる。そして、この塩としては、ナトリウ
ム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ア
ンモニウム塩若しくはアミン塩等が適当であり、種々の
酸と塩構成成分（金属等）との組合せとすることができ
る。そして、これらの塩の１種（単独）で使用してもよ
いし、その２種以上組み合わせて使用することもできる
。また、これらの塩の含有量は、本発明の潤滑剤組成物
の合計を１００重量部とした時、０．０１〜５重量部が
適当である。含有量が０．０１重量部未満では本発明の
効果を発揮することができず、この含有量が５重量部を
越えると、潤滑剤を工具表面に塗布した時に生成する皮
膜が脆くなるからである。

【００１４】本発明の熱間加工用潤滑剤は、前記の必須
成分より構成されるが、これらの成分以外に、（１）二
硫化モリブテン、窒化硼素、雲母、黒鉛等の固体潤滑剤
、（２）タルク、炭酸カルシウム等の無機化合物、（３
）スルホン酸ナフタレン縮合物のナトリウム塩、ソルビ
タンモノステアレートのポリオキシエチレン誘導体、ポ
リオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ソルビタ
ンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、オキ
シエチレンノニルフェノール、硫酸化ヒマシ油、アルキ
ルアリールスルホネート、脂肪酸アルカノールアミド等
の前記以外の他の界面活性剤、並びに（４）防腐防黴剤
、増粘剤、防食添加剤及び消泡剤等を適宜添加すること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下実施例及び比較例により本発明を具体的
に説明する。尚、実施例及び比較例において組成を示す
数値は重量部を表す。表１に本発明の実施例の組成を示
す。但し、酢酸ビニル樹脂エマルションの有効成分濃度
は４０重量％とする。

【００１６】

【表１】

【００１７】本発明の熱間加工用潤滑剤の性能を明らか
にするため、表１及び比較例の組成物について性能試験
（恒温付着性及び熱間潤滑性）を行った。性能試験方法
と条件を以下に示し、結果を表２に示す。尚、このとき
の比較例１の組成は、黒鉛粉末２０重量部、酢酸ビニル
固形分２０重量部〔酢酸ビニル樹脂エマルション（濃度
４０重量％）としては５０重量部〕、アルキルナフタレ
ンスルホン酸ナトリウム５重量部及び水５５重量部（前
記樹脂エマルション中の水も含む。）であり、不揮発分
濃度は４５重量％である。比較例２の組成は、黒鉛粉末
２０重量部、アゼライン酸２０重量部、アルキルナフタ
レンスルホン酸ナトリウム２重量部及び水５８重量部で
あり、不揮発分濃度は４２重量％である。

【００１８】

【表２】

【００１９】〔性能試験方法〕１．高温付着性各試料を高温の試験片にスプレー塗布した時の付着量（
ｍｇ／ｍ２　）を測定した。試験片：ＳＰＣＣ−ＳＤ、１５０℃、１．０×１００×
１００ｍｍスプレー条件：ノズル口径０．６ｍｍφ、圧力３０Ｋｇ
ｆ／ｃｍ２　スプレー時間２秒試料吐出量：３０ｇ／秒試料濃度：３０重量％となるように水で希釈

【００２０
】２．熱間潤滑性試料液を塗布して乾燥した回転体に、加熱体を接触させ
て荷重を加えて回転した時の摩擦係数を測定した。回転体：幅５ｍｍ、直径１５ｍｍφ（材質：Ｓ４５Ｃ）
加熱体：幅７ｍｍ×９ｍｍ×１５ｍｍ（材質：Ｓ１０Ｃ
）加熱温度：５５０℃ 荷重：１０Ｋｇｆ／ｃｍ２　摩擦時間：２分試料の塗布：試料を乾燥膜厚が４μｍとなるように塗布

【００２１】本実施例において、表２に示すように、実
施例１〜１０の潤滑剤、このうち特に実施例１〜８の潤
滑剤は、いずれも、比較例１の黒鉛を含有する潤滑剤と
同等の高温付着性及び熱間潤滑性を示し、比較例２と比
べるとはるかに高温付着性は優れ、それ同時に、黒鉛を
含まないので、作業環境を悪化させることもなかった。尚、水溶性高分子及び高分子多塩基酸塩を含まない潤滑
剤（実施例１０）、ポリオール性高分子量酸のみ含まな
い潤滑剤（実施例９）、更に、水溶性高分子のみを含ま
ない潤滑剤（実施例６、７）においても、各性能は前記
比較例１とほぼ同等であり、比較例２と比べるとはるか
に高温付着性は優れている。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明の熱間加工用潤滑
剤は、従来の黒鉛含有タイプ潤滑剤と同等の優れた付着
性と熱間潤滑性能を有する。従って、本発明の潤滑剤を
使用することにより、従来の黒鉛含有タイプ潤滑剤では
達成できなかった熱間潤滑性能と作業環境の改善を両立
することが可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　（ａ）カルボン酸類の塩、（ｂ）水溶
性高分子及び合成樹脂のうちの少なくとも合成樹脂、並
びに（ｃ）アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活
性剤のうちの少なくとも一方を含有することを特徴とす
る熱間加工用潤滑剤。
【請求項２】　　前記カルボン酸類の塩は、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩及びアミン
塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上である請求
項１記載の熱間加工用潤滑剤。
【請求項３】　　（ａ）カルボン酸類の塩、（ｂ）水溶
性高分子及び合成樹脂のうちの少なくとも合成樹脂、（
ｃ）アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤の
うちの少なくとも一方、並びに（ｄ）高分子多塩基酸塩
を含有することを特徴とする熱間加工用潤滑剤。
【請求項４】　　前記高分子多塩基酸塩が、フミン酸塩
、ニトロフミン酸塩及びリグニンスルホン酸塩からなる
群から選ばれる１種又は２種以上である請求項３記載の
熱間加工用潤滑剤。