アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法
【課題】熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することで、優れた板表面品質の圧延板を得ることができるアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、熱間圧延時における熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことを特徴とする。
【解決手段】アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、熱間圧延時における熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム板またはアルミニウム合金板（以下、アルミニウム板ということがある）の熱間圧延（圧延）では、圧延板表面から圧延ロール表面へアルミニウム（またはアルミニウム合金）が移着して、ロールコーティングが形成される。そして、圧延板はロールコーティングと接触して圧延されることになるので、圧延板の表面品質はロールコーティングの性状によって左右される。熱間圧延時に発生したアルミニウム板の表面欠陥は冷間圧延後のアルミニウム板の表面品質にも影響するので、熱間圧延におけるロールコーティング性状は非常に重要であるといえる。
【０００３】
ロールコーティング性状は、圧延条件（板材質、板温度、板表面粗さ、ロール温度、ロール表面粗さ、圧下率、圧延速度、ブラシロール操業条件等）と圧延で使用される熱間圧延油により変化する。したがって、熱間圧延油の選択は、ロールコーティングを制御する上で不可欠なものである。
【０００４】
また、熱間圧延では、充分なロール冷却性が必要となるので熱間圧延油はエマルションの形で使用されている。熱間圧延油に要求される性能として、圧延潤滑性、ロールコーティング性、板表面品質性、乳化安定性等が挙げられる。
【０００５】
従来、アルミニウム板の圧延に用いられる熱間圧延油は、鉱物油を基油として、脂肪酸、天然油脂、脂肪酸エステル等の油性向上剤、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤等を配合し、これを主に陰イオン性界面活性剤で乳化して、通常２〜１０質量％濃度のエマルションとしたものが使用されている。しかし、従来の乳化剤を用いた熱間圧延油は、圧延潤滑性と乳化安定性とが相反する傾向を示すことから、両性能を共に満足させることはできなかった。すなわち、圧延潤滑性を増すと乳化安定性が低下し、その結果圧延潤滑性の経時安定性も低下するため、アルミニウム板表面の品質安定性が問題となった。一方、乳化安定性を増すと充分な圧延潤滑性が得られず、その結果アルミニウム板表面に種々の欠陥が発生した。
【０００６】
このように相反する特性である圧延潤滑性と乳化安定性（板表面品質性）とを同時に満足させるため、例えば、特許文献１では、特定の潤滑油成分と特定の水溶性陽イオン性高分子化合物とを組み合わせた熱間圧延油組成物（熱間圧延油）が開示されている。また、例えば、特許文献２では、耐鉄腐食性を悪化させず、圧延潤滑性を向上させる工夫として、脂肪酸の含有量を制限すると共に、天然油脂および／または合成エステルを比較的多量に使用することで圧延潤滑性の向上を図った熱間圧延油が開示されている。
【特許文献１】特許第２８６９８５０号公報（段落０００９〜００２２）
【特許文献２】特開平８−１７００９０号公報（段落０００６、段落００２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の熱間圧延油組成物（熱間圧延油）においては、近年の大量生産化とアルミニウム圧延品の高品質指向から、圧延潤滑性を向上させる目的で脂肪酸（油性向上剤）の添加量を増やしているが、脂肪酸を増量すると、強い腐食性を有するという問題があると共に、圧延の進行に伴い生成する高粘度物質の金属石鹸が圧延機周辺を汚染するという問題がある。また、特許文献２に記載の熱間圧延油においては、脂肪酸の含有量を制限すると共に、天然油脂および／または合成エステルを比較的多量に使用することで圧延潤滑性の向上を図っているが、圧延潤滑性と板表面品質性とを共に満足させるものではなかった。
【０００８】
さらに、従来の熱間圧延油を使用した熱間圧延においては、平均油粒子径を通常２〜１０質量％濃度のエマルションと同程度（１μｍ以上３μｍ未満程度）とすると、アルミニウム板への油付着量が不足するので、潤滑不足による焼き付きが発生しやすいという問題がある。また、平均油粒子径を過大にすると、アルミニウム板への油付着量が過剰になり、板表面の圧延油切り性が悪化しやすいという問題がある。さらに、熱間圧延油を長期使用した場合、微小粒径の金属粉および他種油等の不純物の混入により粘度が高くなり板表面の圧延油切り性が悪化するという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することで、優れた板表面品質の圧延板を得ることができるアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、熱間圧延時における熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことを特徴とする。
【００１１】
このようなアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御することにより、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、前記熱間圧延油が、熱間圧延油組成物および乳化剤を含有し、熱間圧延油組成物が（ａ）動粘度８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下の鉱物油と、（ｂ）炭素数１０〜２２の脂肪酸と、（ｃ）天然油脂および、１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種と、（ｄ）炭素数８〜２６の高級アルコールと、を含有することを特徴とする。
【００１３】
このようなアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の成分である熱間圧延油組成物が、所定の動粘度である鉱物油を基油として、炭素数１０〜２２の脂肪酸と、天然油脂および、１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種と、炭素数８〜２６の高級アルコールとを含有するので、圧延潤滑性および板表面品質性に優れた熱間圧延油を使用した熱間圧延を行うことができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、前記乳化剤が、下記一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物の重合体または共重合体であって、その質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である高分子化合物の少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１５】
【化１】
【００１６】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なって、炭素数１〜３のアルキル基、ｍは１〜３の整数を示す。）
【００１７】
このようなアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の成分である乳化剤が、前記した高分子化合物の少なくとも１種であるので、熱間圧延油の油粒子が大粒子径となり、かつ、乳化分散性が良好となるため、圧延潤滑性および長期循環安定性に優れた熱間圧延油を使用した熱間圧延を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができるので、優れた板表面品質の圧延板を得ることができると共に、安定した圧延が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油組成物および乳化剤を含有する熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、熱間圧延中、常時、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うものである。
【００２０】
［平均油粒子径：３〜１０μｍ］
本実施形態に係るアルミニウム板の圧延方法は、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御することによって、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができる。
【００２１】
平均油粒子径が３μｍ未満では、アルミニウム板への油付着量が不足するので、潤滑不足による焼き付きが発生しやすい。一方、平均油粒子径が１０μｍを超える場合は、アルミニウム板への油付着量が過剰になり、板表面の圧延油切り性が悪化（圧延油残りが発生）しやすく、また、圧延潤滑安定性が損なわれやすい。
【００２２】
平均油粒子径の制御は、圧延装置において、カチオン系高分子化合物（後記（ｆ）成分）の熱間圧延油貯留タンクへの投入量（濃度）の調節、熱間圧延油貯留タンクでの熱間圧延油の撹拌条件（熱間圧延油の油粒子のせん断条件）および新油交換量の調節等によって行う。
【００２３】
［熱間圧延油］
本実施形態で使用する熱間圧延油は、後記する熱間圧延油組成物および乳化剤を水に分散させた水分散型圧延油（熱間圧延油組成物および乳化剤を含有する水溶液）である。
以下、本実施形態で使用する熱間圧延油組成物および乳化剤について説明する。
【００２４】
熱間圧延油組成物は、（ａ）動粘度８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下の鉱物油、（ｂ）炭素数１０〜２２の脂肪酸、（ｃ）天然油脂および１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種、（ｄ）炭素数８〜２６の高級アルコールを含有するものであることが好ましい。
以下、熱間圧延油組成物の各成分について説明する。
【００２５】
＜（ａ）成分：鉱物油＞
（ａ）成分である鉱物油としては、例えば、スピンドル油、マシン油、タービン油、シリンダー油、ニュートラル油等が挙げられ、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油のいずれを使用してもよいが、耐熱性および圧延潤滑性の点から、パラフィン系鉱物油を使用することが好ましい。（ａ）成分の動粘度は、８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下であることが必要であり、動粘度が８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下であればアルミニウム板の表面品質性（板表面品質性）は優れており、熱間圧延したアルミニウム板への残油も少なく良好である。なお、動粘度が８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）を超えると板表面品質性が低下するので好ましくない。
（ａ）成分は基油であり、熱間圧延油組成物中の（ａ）成分の含有量は、特に制限されるものではないが、１０〜９５質量％が好ましく、３０〜６５質量％がより好ましい。
【００２６】
＜（ｂ）成分：脂肪酸＞
（ｂ）成分である炭素数１０〜２２の脂肪酸は、圧延潤滑性を向上させる目的で添加するものである。脂肪酸は、ロールコーティング性や板表面品質性への悪影響が少なく、境界潤滑性の非常に優れた油性向上剤である。
（ｂ）成分としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、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、ベヘニン酸、エルカ酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、牛脂脂肪酸等を１種以上用いることができるが、取扱い上、常温（２５℃）液体の脂肪酸（例えば、カプリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸、ヤシ油脂肪酸等）を使用することが好ましい。
【００２７】
熱間圧延油組成物中の（ｂ）成分の含有量は、１〜１４質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。（ｂ）成分の含有量が１〜１４質量％の範囲であれば、圧延潤滑性、耐金属腐食性および耐汚れ性に優れる。
なお、脂肪酸の含有量が１４質量％を超えると金属腐食性が高くなる。また、圧延の進行に伴い生成する金属石鹸は、圧延機周辺を汚染すると共に、製品汚れの原因となる。
【００２８】
＜（ｃ）成分：天然油脂および／または合成エステル＞
（ｃ）成分である天然油脂および／または合成エステルは、前記した（ｂ）成分に次ぐ優れた油性向上剤であり、圧延潤滑性を向上させる目的で添加する。
【００２９】
天然油脂としては、例えば、鯨油、牛脂、豚脂、ナタネ油、ヒマシ油、パーム油、ヤシ油等の動植物油脂が挙げられるが、圧延潤滑性、板表面品質性および融点の点から、豚脂、パーム油を使用することが好ましい。
熱間圧延油組成物中の天然油脂の含有量は、熱間圧延油の融点の点から２〜３０質量％が好ましい。
【００３０】
合成エステルとしては、炭素数１０〜２２の１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールとのエステルが好ましく、フルエステルまたは部分エステルのいずれであってもよい。
アルコールとしては、例えば、炭素数１〜２２の脂肪族１価アルコールや、ジエチレングリコール、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、グリセリン等の多価アルコールが挙げられる。
なお、脂肪酸やアルコールは、飽和のもの不飽和のものいずれも使用することができるが、板表面品質性の点から、飽和のものがより好ましい。
【００３１】
合成エステルの具体例としては、カプリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、イソステアリン酸ラウリル等の飽和脂肪酸モノエステル；アジピン酸ジラウリル、フタル酸ジラウリル、トリメリット酸トリデシル等の多塩基酸と飽和脂肪族１価アルコールとのエステル；ネオペンチルポリオール飽和脂肪酸エステル（ネオペンチルグリコールジラウレート、トリメチロールプロパン椰子油脂肪酸トリエステル、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ジラウレート、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリスリトールテトララウレート、ペンタエリスリトールイソステアリン酸テトラエステル等）、グリセリン飽和脂肪酸エステル（グリセリン椰子油脂肪酸ジエステル、グリセリントリラウレート等）、ジエチレングリコール飽和脂肪酸エステル等の１価高級脂肪酸と多価アルコールとのエステル等が挙げられる。
【００３２】
合成エステルは、圧延潤滑性、板表面品質性および融点の点から、炭素数１０〜２２の１価高級脂肪酸と多価アルコールとのエステルが好ましく、炭素数１０〜２２の１価飽和高級脂肪酸と多価アルコールとのエステルがより好ましい。
熱間圧延油組成物中の合成エステルの含有量は、熱間圧延油の価格の点から、２〜３０質量％が好ましい。
【００３３】
このような（ｃ）成分は、単独で使用してもよいが、それぞれ１種以上を混合して使用してもよい。天然油脂や合成エステルは、一般に、ロールコーティング性や板表面品質性への悪影響があるため過度の多量配合は好ましくないが、高級アルコールと共存させることで、その含有量を増加させることができる。
熱間圧延油組成物中の（ｃ）成分の含有量は、圧延潤滑性、融点、板表面品質性および価格等のバランスの点から、２〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましい。
【００３４】
＜（ｄ）成分：高級アルコール＞
（ｄ）成分である炭素数８〜２６の高級アルコールは、圧延潤滑性および板表面品質性を向上させる目的で添加する。
（ｄ）成分を、熱間圧延油のような、冷間圧延油よりも高温・高潤滑の油に使用した場合でも、前記した（ｂ）成分と同等の境界潤滑性を示し、熱的にも分解・揮発がなく比較的安定であるので、板表面品質性を向上させることができる。
【００３５】
（ｄ）成分は、直鎖でも分岐鎖でもよく、飽和のもの不飽和のものいずれも使用することができる。また、１価アルコールでも２価以上の多価アルコールでもよい。なお、圧延潤滑性の点から、直鎖部分の炭素数が８〜１８のものが好ましい。
このような（ｄ）成分の具体例としては、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、リノレイルアルコール、椰子油還元アルコール、パーム油還元アルコール、牛脂還元アルコール、炭素数１１〜１８のオキソアルコール、炭素数１２〜１８のチーグラーアルコール、炭素数１２〜２６のゲルベアルコール、オクタデカン１，２−ジオール、ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物（２モル以下）等が挙げられる。なお、圧延潤滑性および板表面品質性の点から、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を有する１価アルコールが好ましく、１価飽和アルコールがより好ましい。
【００３６】
（ｄ）成分は、多量に添加すると熱間圧延油組成物の粘度を低下させるので、熱間圧延油組成物中の（ｄ）成分の含有量は、２〜３０質量％が好ましく、圧延潤滑性の点から、１０〜３０質量％がより好ましい。
また、（ｄ）成分を添加すると、前記した（ｃ）成分を多量配合しても板表面品質性の低下を抑制することができる。なお、熱間圧延油組成物中の（ｃ）成分と（ｄ）成分との質量比は、圧延潤滑性および板表面品質性の点から、（ｄ）成分／（ｃ）成分＝１／１〜１／１０が好ましく、１／１〜１／５がより好ましい。
【００３７】
＜リン系極圧剤＞
以上が、熱間圧延油組成物の（ａ）〜（ｄ）成分についての説明である。
なお、熱間圧延油組成物には、前記した（ａ）〜（ｄ）成分の他に、必要に応じて、板表面品質性を向上させる目的でリン系極圧剤（以下（ｅ）成分という）を添加してもよい。
【００３８】
（ｅ）成分であるリン系極圧剤としては、例えば、トリクレジルホスフェート、ジブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリブチルホスファイト、ジイソオクチルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリオレイルホスファイト等が挙げられる。
熱間圧延油組成物中の（ｅ）成分の含有量は、０．５〜１０質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。（ｅ）成分は、１種でもよいが、２種以上を混合して使用することもできる。
【００３９】
＜乳化剤＞
次に、本実施形態で使用する乳化剤について説明する。乳化剤は、前記した熱間圧延油組成物（（ａ）〜（ｄ）成分または（ａ）〜（ｅ）成分）を水に分散させるため、すなわち、エマルションとするために添加する。
【００４０】
乳化剤としては、例えば、オレイン酸トリエタノールアミン塩、石油スルホネートナトリウム塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等の非イオン性界面活性剤、ベンザルコニウム型等の４級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤、一般の高分子型分散剤等が挙げられる。
熱間圧延油を作製するための全成分中の乳化剤の含有量は、０．１〜５質量％が好ましい。
【００４１】
このような乳化剤の中でも、下記一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物の重合体または共重合体であって、その質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である高分子化合物（以下（ｆ）成分という）の少なくとも１種を使用することが好ましい。乳化剤として、このような高分子化合物の少なくとも１種を使用することで、大粒子径で、かつ、安定した乳化分散性のエマルションを得ることができる。
【００４２】
【化２】
【００４３】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なって、炭素数１〜３のアルキル基、ｍは１〜３の整数を示す。）
【００４４】
（ｆ）成分において、一般式（１）で表される単量体の具体例としては、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジエチルアミノメチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジエチルアミノメチルメタクリルアミド等が挙げられる。
【００４５】
一般式（１）で表される単量体の塩を得るための好ましい酸としては、例えば、酢酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、リン酸、酸性アルキルリン酸エステル（ブチルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート等）、ホウ酸等が挙げられる。なお、塩は、単量体を、または、重合後に重合体を中和することにより形成される。
【００４６】
一般式（１）で表される単量体の４級化物を得るための好ましい４級化剤としては、例えば、塩化メチル、塩化エチル、臭化メチル、ヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジ−ｎ−プロピル等の一般的なアルキル化剤が挙げられる。
【００４７】
（ｆ）成分は、一般式（１）で表される単量体と、（メタ）アクリル酸もしくはその塩、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリルアミド等の共重合可能な単量体との共重合体でもよい。なお、（メタ）アクリルとは、アクリルまたはメタクリルを意味する。
共重合可能な単量体の具体例としては、アルキル基が炭素数１〜２２の直鎖または分岐鎖のアルキル基である、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
また、（メタ）アクリル酸塩の具体例としては、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。
【００４８】
一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物由来の構成単位は、（ｆ）成分中、５０〜１００質量％が好ましい。
【００４９】
（ｆ）成分の質量平均分子量は、１０，０００〜１，０００，０００が好ましく、３０，０００〜３００，０００がより好ましい。質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００の範囲であれば、乳化安定性に優れ、高分子化合物自体の安定性も良好で取扱いも容易である。
なお、（ｆ）成分の質量平均分子量は、（ｆ）成分を加水分解（試料１ｇにＮ／２ ＫＯＨ溶液２０ｍｌを添加し、約９５℃で２時間加熱する）後、下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で分子量を分析し、その結果から元の分子量を換算したものである。
【００５０】
−条件−
・カラム：Ｇ２０００ＳＷ（東ソー（株）製）×２本
・カラム温度：４０℃
・溶離液：０．１Ｎ塩化ナトリウム水溶液／アセトニトリル＝７０／３０
・検出器：ＲＩ（屈折率計）
・注入量：１質量％溶離液溶液、２０μｌ
・液流速：０．４ｍｌ／ｍｉｎ
・分子量標準：ポリスチレンスルホン酸ナトリウム
【００５１】
熱間圧延油の油粒子の表面電位は負であるが、（ｆ）成分を添加するに従い油粒子の表面電位はほぼ零となり、油粒子は凝集して粗大粒子径となる。（ｆ）成分をさらに添加すると、油粒子の表面電位は正になると共に、保護コロイド作用により、油粒子は大粒子径で、かつ、乳化分散性も良好となるため、プレートアウト性が良好となり優れた圧延潤滑性を示し、長期循環安定性も良好となる。（ｆ）成分をさらに添加すると、乳化分散性は非常に良好となるが、油粒子径は中粒子径となるため、プレートアウト性が不十分となり潤滑性不良を示す。
【００５２】
したがって、熱間圧延油を作製するための全成分中の（ｆ）成分の含有量は、油粒子径と長期循環安定性の点から、０．１〜５質量％が好ましく、０．３〜２質量％がより好ましい。（ｆ）成分の含有量が０．１〜５質量％の範囲であれば、油粒子径は大きく、長期循環安定性にも優れる。（ｆ）成分は、１種でもよいが、２種以上を混合して使用することもできる。
【００５３】
＜その他＞
なお、熱間圧延油には、前記した（ａ）〜（ｆ）成分の他に、必要に応じて、添加剤、例えば、防錆・防食剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００５４】
防錆・防食剤としては、例えば、アルケニルコハク酸およびその誘導体、オレイン酸等の脂肪酸、ソルビタンモノオレート等のエステル、アミン類等を用いることができる。
熱間圧延油を作製するための全成分中の防錆・防食剤の含有量は、２質量％以下が好ましい。
【００５５】
酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物、フェニルα−ナフチルアミン等の芳香族アミン等を用いることができる。
熱間圧延油を作製するための全成分中の酸化防止剤の含有量は、５質量％以下が好ましい。
【００５６】
本実施形態で使用する熱間圧延油は、前記したとおり、熱間圧延油組成物および乳化剤を水に分散させた水分散型圧延油（熱間圧延油組成物および乳化剤を含有する水溶液）である。したがって、熱間圧延油は、熱間圧延油組成物および乳化剤を水に希釈することによって作製・使用される。
熱間圧延油中の熱間圧延油組成物の含有量は、圧延潤滑性や板表面品質性の点から、１〜１０質量％が好ましい。
なお、熱間圧延油組成物、乳化剤および水は、どの順序で混合してもよいが、水と乳化剤とを混合した後、熱間圧延油組成物を混合することが好ましい。
【００５７】
［圧延装置］
ここで、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法を行うための圧延装置の一例について説明する。
図１は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延装置の概略図である。
【００５８】
圧延装置２０では、アルミニウム板またはアルミニウム合金板は、熱間圧延機３によって熱間圧延される。
熱間圧延時に使用された使用済みの熱間圧延油は、配管９ａを介して熱間圧延油貯留タンク４に回収され、貯留される。
【００５９】
熱間圧延油貯留タンク４の上部には、スカム除去装置１が設置されている。スカム除去装置１は、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油の上部に比重の差によって浮いてきたスカムを、ベルト状の金属帯１０を連続回転させることで除去する。除去されたスカムは、ドレンタンク２に溜められた後に廃棄される。なお、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油に含まれる金属粉もスカム除去装置１によって粗除去される。
【００６０】
金属粉が粗除去された熱間圧延油は、熱間圧延油貯留タンク４の底部に設けられた排出口から配管９ｂを介して圧送ポンプ７により金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５に送給される。配管９ｂには、圧送ポンプ７の下流側にフィルタ６が設けられている。フィルタ６は、微粒の金属粉を除去して、金属粉を所定の粒子径および量に規制する。このように、金属粉の粒子径および量がフィルタ６により最終調整された後、熱間圧延油は金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５に貯留される。
【００６１】
金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５の熱間圧延油は、配管９ｃを介して圧送ポンプ８により熱間圧延機３に供給される。
このように、熱間圧延油は、熱間圧延機３、熱間圧延油貯留タンク４および金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５との間を循環している。
【００６２】
なお、前記した熱間圧延油の平均油粒子径の制御は、図１に示す熱間圧延油貯留タンク４において行う。すなわち、カチオン系高分子化合物（（ｆ）成分）の熱間圧延油貯留タンクへの投入量の調節は、熱間圧延油貯留タンク４にカチオン系高分子化合物（（ｆ）成分）を投入して、その濃度を調整することによって行う。また、熱間圧延油貯留タンクでの熱間圧延油の撹拌条件の調節は、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油を撹拌するポンプ（図示せず）の出力や稼働台数等を調節して、熱間圧延油の撹拌条件（熱間圧延油の油粒子のせん断条件）を調節することによって行う。さらに、熱間圧延油貯留タンクでの新油交換量の調節は、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油の一部（または全部）を交換（更油）して、熱間圧延油の劣化度を調整することによって行う。
【００６３】
本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、以上のような制御方法を組み合せて、コールタカウンタ等で油粒子径を確認しながら、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うものである。
【００６４】
以上、説明したような本実施形態の熱間圧延油は、圧延潤滑性および板表面品質性に優れるので、このような熱間圧延油を使用し、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことで、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油残りの発生を抑制することができ、優れた板表面品質の圧延板を得ることができる。
【００６５】
本実施形態の熱間圧延油は、長期循環安定性にも優れるので、安定した熱間圧延を行うことができる。また、脂肪酸の含有量が少ないため、防食剤を添加しないでも圧延機やその周辺設備の鉄鋼材料の腐食を抑制することができる。
【００６６】
本実施形態の熱間圧延油は、建浴初期の潤滑性が極めて優れるので、建浴直後から高強度材の圧延が可能になる。また、乳化性の長期安定性およびロールコーティング制御に優れるため、長期使用時でも噛み込み不良またはスリップ疵の発生を抑制し、優れた板表面品質性を長期間安定して得ることができる。
【００６７】
本実施形態の熱間圧延油は、カチオン系高分子化合物（（ｆ）成分）の機能によって、タンクやミル周辺等のハウジングの汚れを改善できると共に、バクテリアの発生を防止できる（抗菌機能）ので、排水処理性にも優れる。また、粒子径の過大化がないので、油粒子径制御安定化に優れる。
【００６８】
本実施形態の熱間圧延油は、鉱物油を基油として、脂肪酸、油脂、合成エステル等の油性向上剤や高級アルコール、また、必要に応じて、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤等を配合し、これを主に、陰イオン性界面活性剤で乳化することにより、潤滑不足による焼き付きも無く、長期使用時の油劣化による板表面の油切り性の悪化も無い安定した熱間圧延が可能になる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法の実施例について、その比較例と比較して具体的に説明する。
表１に示す成分を水で希釈することで濃度４質量％に調整し、熱間圧延油を作製した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
この熱間圧延油を使用して、入側板厚；２９ｍｍ、板巾；１８００ｍｍのアルミニウムコイル（ＪＩＳ５０００系材）を、圧延装置として、４段圧延機（ワークロール径；７２５ｍｍ、ワークロールバレル長；２９００ｍｍ、バックアップロール径；１５３０ｍｍ、バックアップロールバレル長；２９００ｍｍ）を４機連ねた４スタンドタンデムを用いて熱間圧延した。
熱間圧延条件は、圧延速度；３００ｍｐｍ、圧下率；３０〜６０％、材料温度；３００℃とした。
【００７２】
以上の条件において、熱間圧延油の平均油粒子径を変更して（図２・横軸参照）、各平均油粒子径ごとにアルミニウムコイル１００本を熱間圧延する熱間圧延試験を行い、圧延潤滑性および板表面品質性を評価した。
なお、熱間圧延油の平均油粒子径は、平均油粒子径をコールタカウンタで確認しながら、カチオン系高分子化合物（表１・（ｆ）成分）の投入量および熱間圧延油の撹拌条件を調節することによって変更した。
【００７３】
前記した熱間圧延試験によって得られた平均油粒子径ごとの圧延板（各１００本）の板表面性状について、目視により、焼付きおよびスリップ疵や圧延油残りの有無を確認した。
圧延潤滑性および板表面品質性の評価は、圧延板表面に焼付きまたはスリップ疵や圧延油残りが発生した圧延板の合計本数を板表面不良発生数とし、圧延板１００本あたりの板表面不良発生数が０または１本のものを圧延潤滑性および板表面品質性が良好、圧延板１００本あたりの板表面不良発生数が２本以上のものを不良とした。
【００７４】
図２は、熱間圧延油の平均油粒子径と板表面不良発生数との関係を示すグラフ図である。なお、図２において、板表面不良発生数の単位「（本）」とは、圧延板１００本あたりの板表面不良発生数を意味する。
図２に示すように、平均油粒子径が３〜１０μｍの場合は、板表面不良発生数が０または１本であり、圧延潤滑性および板表面品質性が良好であった。これに対して、平均油粒子径が３μｍ未満になると焼き付きが発生した圧延板の合計本数が２本以上となった。また、平均油粒子径が１０μｍを超えるとスリップ疵や圧延油残りが発生した圧延板の合計本数が２本以上となった。
【００７５】
このように、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができるので、優れた板表面品質の圧延板を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法について実施形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延装置の概略図である。
【図２】熱間圧延油の平均油粒子径と板表面不良発生数との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ スカム除去装置
２ ドレンタンク
３ 熱間圧延機
４ 熱間圧延油貯留タンク
５ 金属粉調整熱間圧延油貯留タンク
６ フィルタ
７，８ 圧送ポンプ
９ａ，９ｂ，９ｃ 配管
１０ ベルト状の金属帯
２０ 圧延装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム板またはアルミニウム合金板（以下、アルミニウム板ということがある）の熱間圧延（圧延）では、圧延板表面から圧延ロール表面へアルミニウム（またはアルミニウム合金）が移着して、ロールコーティングが形成される。そして、圧延板はロールコーティングと接触して圧延されることになるので、圧延板の表面品質はロールコーティングの性状によって左右される。熱間圧延時に発生したアルミニウム板の表面欠陥は冷間圧延後のアルミニウム板の表面品質にも影響するので、熱間圧延におけるロールコーティング性状は非常に重要であるといえる。
【０００３】
ロールコーティング性状は、圧延条件（板材質、板温度、板表面粗さ、ロール温度、ロール表面粗さ、圧下率、圧延速度、ブラシロール操業条件等）と圧延で使用される熱間圧延油により変化する。したがって、熱間圧延油の選択は、ロールコーティングを制御する上で不可欠なものである。
【０００４】
また、熱間圧延では、充分なロール冷却性が必要となるので熱間圧延油はエマルションの形で使用されている。熱間圧延油に要求される性能として、圧延潤滑性、ロールコーティング性、板表面品質性、乳化安定性等が挙げられる。
【０００５】
従来、アルミニウム板の圧延に用いられる熱間圧延油は、鉱物油を基油として、脂肪酸、天然油脂、脂肪酸エステル等の油性向上剤、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤等を配合し、これを主に陰イオン性界面活性剤で乳化して、通常２〜１０質量％濃度のエマルションとしたものが使用されている。しかし、従来の乳化剤を用いた熱間圧延油は、圧延潤滑性と乳化安定性とが相反する傾向を示すことから、両性能を共に満足させることはできなかった。すなわち、圧延潤滑性を増すと乳化安定性が低下し、その結果圧延潤滑性の経時安定性も低下するため、アルミニウム板表面の品質安定性が問題となった。一方、乳化安定性を増すと充分な圧延潤滑性が得られず、その結果アルミニウム板表面に種々の欠陥が発生した。
【０００６】
このように相反する特性である圧延潤滑性と乳化安定性（板表面品質性）とを同時に満足させるため、例えば、特許文献１では、特定の潤滑油成分と特定の水溶性陽イオン性高分子化合物とを組み合わせた熱間圧延油組成物（熱間圧延油）が開示されている。また、例えば、特許文献２では、耐鉄腐食性を悪化させず、圧延潤滑性を向上させる工夫として、脂肪酸の含有量を制限すると共に、天然油脂および／または合成エステルを比較的多量に使用することで圧延潤滑性の向上を図った熱間圧延油が開示されている。
【特許文献１】特許第２８６９８５０号公報（段落０００９〜００２２）
【特許文献２】特開平８−１７００９０号公報（段落０００６、段落００２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の熱間圧延油組成物（熱間圧延油）においては、近年の大量生産化とアルミニウム圧延品の高品質指向から、圧延潤滑性を向上させる目的で脂肪酸（油性向上剤）の添加量を増やしているが、脂肪酸を増量すると、強い腐食性を有するという問題があると共に、圧延の進行に伴い生成する高粘度物質の金属石鹸が圧延機周辺を汚染するという問題がある。また、特許文献２に記載の熱間圧延油においては、脂肪酸の含有量を制限すると共に、天然油脂および／または合成エステルを比較的多量に使用することで圧延潤滑性の向上を図っているが、圧延潤滑性と板表面品質性とを共に満足させるものではなかった。
【０００８】
さらに、従来の熱間圧延油を使用した熱間圧延においては、平均油粒子径を通常２〜１０質量％濃度のエマルションと同程度（１μｍ以上３μｍ未満程度）とすると、アルミニウム板への油付着量が不足するので、潤滑不足による焼き付きが発生しやすいという問題がある。また、平均油粒子径を過大にすると、アルミニウム板への油付着量が過剰になり、板表面の圧延油切り性が悪化しやすいという問題がある。さらに、熱間圧延油を長期使用した場合、微小粒径の金属粉および他種油等の不純物の混入により粘度が高くなり板表面の圧延油切り性が悪化するという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することで、優れた板表面品質の圧延板を得ることができるアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、熱間圧延時における熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことを特徴とする。
【００１１】
このようなアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御することにより、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、前記熱間圧延油が、熱間圧延油組成物および乳化剤を含有し、熱間圧延油組成物が（ａ）動粘度８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下の鉱物油と、（ｂ）炭素数１０〜２２の脂肪酸と、（ｃ）天然油脂および、１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種と、（ｄ）炭素数８〜２６の高級アルコールと、を含有することを特徴とする。
【００１３】
このようなアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の成分である熱間圧延油組成物が、所定の動粘度である鉱物油を基油として、炭素数１０〜２２の脂肪酸と、天然油脂および、１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種と、炭素数８〜２６の高級アルコールとを含有するので、圧延潤滑性および板表面品質性に優れた熱間圧延油を使用した熱間圧延を行うことができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、前記乳化剤が、下記一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物の重合体または共重合体であって、その質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である高分子化合物の少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１５】
【化１】
【００１６】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なって、炭素数１〜３のアルキル基、ｍは１〜３の整数を示す。）
【００１７】
このようなアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の成分である乳化剤が、前記した高分子化合物の少なくとも１種であるので、熱間圧延油の油粒子が大粒子径となり、かつ、乳化分散性が良好となるため、圧延潤滑性および長期循環安定性に優れた熱間圧延油を使用した熱間圧延を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができるので、優れた板表面品質の圧延板を得ることができると共に、安定した圧延が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、熱間圧延油組成物および乳化剤を含有する熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、熱間圧延中、常時、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うものである。
【００２０】
［平均油粒子径：３〜１０μｍ］
本実施形態に係るアルミニウム板の圧延方法は、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御することによって、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができる。
【００２１】
平均油粒子径が３μｍ未満では、アルミニウム板への油付着量が不足するので、潤滑不足による焼き付きが発生しやすい。一方、平均油粒子径が１０μｍを超える場合は、アルミニウム板への油付着量が過剰になり、板表面の圧延油切り性が悪化（圧延油残りが発生）しやすく、また、圧延潤滑安定性が損なわれやすい。
【００２２】
平均油粒子径の制御は、圧延装置において、カチオン系高分子化合物（後記（ｆ）成分）の熱間圧延油貯留タンクへの投入量（濃度）の調節、熱間圧延油貯留タンクでの熱間圧延油の撹拌条件（熱間圧延油の油粒子のせん断条件）および新油交換量の調節等によって行う。
【００２３】
［熱間圧延油］
本実施形態で使用する熱間圧延油は、後記する熱間圧延油組成物および乳化剤を水に分散させた水分散型圧延油（熱間圧延油組成物および乳化剤を含有する水溶液）である。
以下、本実施形態で使用する熱間圧延油組成物および乳化剤について説明する。
【００２４】
熱間圧延油組成物は、（ａ）動粘度８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下の鉱物油、（ｂ）炭素数１０〜２２の脂肪酸、（ｃ）天然油脂および１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種、（ｄ）炭素数８〜２６の高級アルコールを含有するものであることが好ましい。
以下、熱間圧延油組成物の各成分について説明する。
【００２５】
＜（ａ）成分：鉱物油＞
（ａ）成分である鉱物油としては、例えば、スピンドル油、マシン油、タービン油、シリンダー油、ニュートラル油等が挙げられ、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油のいずれを使用してもよいが、耐熱性および圧延潤滑性の点から、パラフィン系鉱物油を使用することが好ましい。（ａ）成分の動粘度は、８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下であることが必要であり、動粘度が８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下であればアルミニウム板の表面品質性（板表面品質性）は優れており、熱間圧延したアルミニウム板への残油も少なく良好である。なお、動粘度が８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）を超えると板表面品質性が低下するので好ましくない。
（ａ）成分は基油であり、熱間圧延油組成物中の（ａ）成分の含有量は、特に制限されるものではないが、１０〜９５質量％が好ましく、３０〜６５質量％がより好ましい。
【００２６】
＜（ｂ）成分：脂肪酸＞
（ｂ）成分である炭素数１０〜２２の脂肪酸は、圧延潤滑性を向上させる目的で添加するものである。脂肪酸は、ロールコーティング性や板表面品質性への悪影響が少なく、境界潤滑性の非常に優れた油性向上剤である。
（ｂ）成分としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、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、ベヘニン酸、エルカ酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、牛脂脂肪酸等を１種以上用いることができるが、取扱い上、常温（２５℃）液体の脂肪酸（例えば、カプリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸、ヤシ油脂肪酸等）を使用することが好ましい。
【００２７】
熱間圧延油組成物中の（ｂ）成分の含有量は、１〜１４質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。（ｂ）成分の含有量が１〜１４質量％の範囲であれば、圧延潤滑性、耐金属腐食性および耐汚れ性に優れる。
なお、脂肪酸の含有量が１４質量％を超えると金属腐食性が高くなる。また、圧延の進行に伴い生成する金属石鹸は、圧延機周辺を汚染すると共に、製品汚れの原因となる。
【００２８】
＜（ｃ）成分：天然油脂および／または合成エステル＞
（ｃ）成分である天然油脂および／または合成エステルは、前記した（ｂ）成分に次ぐ優れた油性向上剤であり、圧延潤滑性を向上させる目的で添加する。
【００２９】
天然油脂としては、例えば、鯨油、牛脂、豚脂、ナタネ油、ヒマシ油、パーム油、ヤシ油等の動植物油脂が挙げられるが、圧延潤滑性、板表面品質性および融点の点から、豚脂、パーム油を使用することが好ましい。
熱間圧延油組成物中の天然油脂の含有量は、熱間圧延油の融点の点から２〜３０質量％が好ましい。
【００３０】
合成エステルとしては、炭素数１０〜２２の１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールとのエステルが好ましく、フルエステルまたは部分エステルのいずれであってもよい。
アルコールとしては、例えば、炭素数１〜２２の脂肪族１価アルコールや、ジエチレングリコール、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、グリセリン等の多価アルコールが挙げられる。
なお、脂肪酸やアルコールは、飽和のもの不飽和のものいずれも使用することができるが、板表面品質性の点から、飽和のものがより好ましい。
【００３１】
合成エステルの具体例としては、カプリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、イソステアリン酸ラウリル等の飽和脂肪酸モノエステル；アジピン酸ジラウリル、フタル酸ジラウリル、トリメリット酸トリデシル等の多塩基酸と飽和脂肪族１価アルコールとのエステル；ネオペンチルポリオール飽和脂肪酸エステル（ネオペンチルグリコールジラウレート、トリメチロールプロパン椰子油脂肪酸トリエステル、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ジラウレート、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリスリトールテトララウレート、ペンタエリスリトールイソステアリン酸テトラエステル等）、グリセリン飽和脂肪酸エステル（グリセリン椰子油脂肪酸ジエステル、グリセリントリラウレート等）、ジエチレングリコール飽和脂肪酸エステル等の１価高級脂肪酸と多価アルコールとのエステル等が挙げられる。
【００３２】
合成エステルは、圧延潤滑性、板表面品質性および融点の点から、炭素数１０〜２２の１価高級脂肪酸と多価アルコールとのエステルが好ましく、炭素数１０〜２２の１価飽和高級脂肪酸と多価アルコールとのエステルがより好ましい。
熱間圧延油組成物中の合成エステルの含有量は、熱間圧延油の価格の点から、２〜３０質量％が好ましい。
【００３３】
このような（ｃ）成分は、単独で使用してもよいが、それぞれ１種以上を混合して使用してもよい。天然油脂や合成エステルは、一般に、ロールコーティング性や板表面品質性への悪影響があるため過度の多量配合は好ましくないが、高級アルコールと共存させることで、その含有量を増加させることができる。
熱間圧延油組成物中の（ｃ）成分の含有量は、圧延潤滑性、融点、板表面品質性および価格等のバランスの点から、２〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましい。
【００３４】
＜（ｄ）成分：高級アルコール＞
（ｄ）成分である炭素数８〜２６の高級アルコールは、圧延潤滑性および板表面品質性を向上させる目的で添加する。
（ｄ）成分を、熱間圧延油のような、冷間圧延油よりも高温・高潤滑の油に使用した場合でも、前記した（ｂ）成分と同等の境界潤滑性を示し、熱的にも分解・揮発がなく比較的安定であるので、板表面品質性を向上させることができる。
【００３５】
（ｄ）成分は、直鎖でも分岐鎖でもよく、飽和のもの不飽和のものいずれも使用することができる。また、１価アルコールでも２価以上の多価アルコールでもよい。なお、圧延潤滑性の点から、直鎖部分の炭素数が８〜１８のものが好ましい。
このような（ｄ）成分の具体例としては、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、リノレイルアルコール、椰子油還元アルコール、パーム油還元アルコール、牛脂還元アルコール、炭素数１１〜１８のオキソアルコール、炭素数１２〜１８のチーグラーアルコール、炭素数１２〜２６のゲルベアルコール、オクタデカン１，２−ジオール、ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物（２モル以下）等が挙げられる。なお、圧延潤滑性および板表面品質性の点から、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を有する１価アルコールが好ましく、１価飽和アルコールがより好ましい。
【００３６】
（ｄ）成分は、多量に添加すると熱間圧延油組成物の粘度を低下させるので、熱間圧延油組成物中の（ｄ）成分の含有量は、２〜３０質量％が好ましく、圧延潤滑性の点から、１０〜３０質量％がより好ましい。
また、（ｄ）成分を添加すると、前記した（ｃ）成分を多量配合しても板表面品質性の低下を抑制することができる。なお、熱間圧延油組成物中の（ｃ）成分と（ｄ）成分との質量比は、圧延潤滑性および板表面品質性の点から、（ｄ）成分／（ｃ）成分＝１／１〜１／１０が好ましく、１／１〜１／５がより好ましい。
【００３７】
＜リン系極圧剤＞
以上が、熱間圧延油組成物の（ａ）〜（ｄ）成分についての説明である。
なお、熱間圧延油組成物には、前記した（ａ）〜（ｄ）成分の他に、必要に応じて、板表面品質性を向上させる目的でリン系極圧剤（以下（ｅ）成分という）を添加してもよい。
【００３８】
（ｅ）成分であるリン系極圧剤としては、例えば、トリクレジルホスフェート、ジブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリブチルホスファイト、ジイソオクチルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリオレイルホスファイト等が挙げられる。
熱間圧延油組成物中の（ｅ）成分の含有量は、０．５〜１０質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。（ｅ）成分は、１種でもよいが、２種以上を混合して使用することもできる。
【００３９】
＜乳化剤＞
次に、本実施形態で使用する乳化剤について説明する。乳化剤は、前記した熱間圧延油組成物（（ａ）〜（ｄ）成分または（ａ）〜（ｅ）成分）を水に分散させるため、すなわち、エマルションとするために添加する。
【００４０】
乳化剤としては、例えば、オレイン酸トリエタノールアミン塩、石油スルホネートナトリウム塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等の非イオン性界面活性剤、ベンザルコニウム型等の４級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤、一般の高分子型分散剤等が挙げられる。
熱間圧延油を作製するための全成分中の乳化剤の含有量は、０．１〜５質量％が好ましい。
【００４１】
このような乳化剤の中でも、下記一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物の重合体または共重合体であって、その質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である高分子化合物（以下（ｆ）成分という）の少なくとも１種を使用することが好ましい。乳化剤として、このような高分子化合物の少なくとも１種を使用することで、大粒子径で、かつ、安定した乳化分散性のエマルションを得ることができる。
【００４２】
【化２】
【００４３】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なって、炭素数１〜３のアルキル基、ｍは１〜３の整数を示す。）
【００４４】
（ｆ）成分において、一般式（１）で表される単量体の具体例としては、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジエチルアミノメチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジエチルアミノメチルメタクリルアミド等が挙げられる。
【００４５】
一般式（１）で表される単量体の塩を得るための好ましい酸としては、例えば、酢酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、リン酸、酸性アルキルリン酸エステル（ブチルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート等）、ホウ酸等が挙げられる。なお、塩は、単量体を、または、重合後に重合体を中和することにより形成される。
【００４６】
一般式（１）で表される単量体の４級化物を得るための好ましい４級化剤としては、例えば、塩化メチル、塩化エチル、臭化メチル、ヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジ−ｎ−プロピル等の一般的なアルキル化剤が挙げられる。
【００４７】
（ｆ）成分は、一般式（１）で表される単量体と、（メタ）アクリル酸もしくはその塩、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリルアミド等の共重合可能な単量体との共重合体でもよい。なお、（メタ）アクリルとは、アクリルまたはメタクリルを意味する。
共重合可能な単量体の具体例としては、アルキル基が炭素数１〜２２の直鎖または分岐鎖のアルキル基である、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
また、（メタ）アクリル酸塩の具体例としては、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。
【００４８】
一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物由来の構成単位は、（ｆ）成分中、５０〜１００質量％が好ましい。
【００４９】
（ｆ）成分の質量平均分子量は、１０，０００〜１，０００，０００が好ましく、３０，０００〜３００，０００がより好ましい。質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００の範囲であれば、乳化安定性に優れ、高分子化合物自体の安定性も良好で取扱いも容易である。
なお、（ｆ）成分の質量平均分子量は、（ｆ）成分を加水分解（試料１ｇにＮ／２ ＫＯＨ溶液２０ｍｌを添加し、約９５℃で２時間加熱する）後、下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で分子量を分析し、その結果から元の分子量を換算したものである。
【００５０】
−条件−
・カラム：Ｇ２０００ＳＷ（東ソー（株）製）×２本
・カラム温度：４０℃
・溶離液：０．１Ｎ塩化ナトリウム水溶液／アセトニトリル＝７０／３０
・検出器：ＲＩ（屈折率計）
・注入量：１質量％溶離液溶液、２０μｌ
・液流速：０．４ｍｌ／ｍｉｎ
・分子量標準：ポリスチレンスルホン酸ナトリウム
【００５１】
熱間圧延油の油粒子の表面電位は負であるが、（ｆ）成分を添加するに従い油粒子の表面電位はほぼ零となり、油粒子は凝集して粗大粒子径となる。（ｆ）成分をさらに添加すると、油粒子の表面電位は正になると共に、保護コロイド作用により、油粒子は大粒子径で、かつ、乳化分散性も良好となるため、プレートアウト性が良好となり優れた圧延潤滑性を示し、長期循環安定性も良好となる。（ｆ）成分をさらに添加すると、乳化分散性は非常に良好となるが、油粒子径は中粒子径となるため、プレートアウト性が不十分となり潤滑性不良を示す。
【００５２】
したがって、熱間圧延油を作製するための全成分中の（ｆ）成分の含有量は、油粒子径と長期循環安定性の点から、０．１〜５質量％が好ましく、０．３〜２質量％がより好ましい。（ｆ）成分の含有量が０．１〜５質量％の範囲であれば、油粒子径は大きく、長期循環安定性にも優れる。（ｆ）成分は、１種でもよいが、２種以上を混合して使用することもできる。
【００５３】
＜その他＞
なお、熱間圧延油には、前記した（ａ）〜（ｆ）成分の他に、必要に応じて、添加剤、例えば、防錆・防食剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００５４】
防錆・防食剤としては、例えば、アルケニルコハク酸およびその誘導体、オレイン酸等の脂肪酸、ソルビタンモノオレート等のエステル、アミン類等を用いることができる。
熱間圧延油を作製するための全成分中の防錆・防食剤の含有量は、２質量％以下が好ましい。
【００５５】
酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物、フェニルα−ナフチルアミン等の芳香族アミン等を用いることができる。
熱間圧延油を作製するための全成分中の酸化防止剤の含有量は、５質量％以下が好ましい。
【００５６】
本実施形態で使用する熱間圧延油は、前記したとおり、熱間圧延油組成物および乳化剤を水に分散させた水分散型圧延油（熱間圧延油組成物および乳化剤を含有する水溶液）である。したがって、熱間圧延油は、熱間圧延油組成物および乳化剤を水に希釈することによって作製・使用される。
熱間圧延油中の熱間圧延油組成物の含有量は、圧延潤滑性や板表面品質性の点から、１〜１０質量％が好ましい。
なお、熱間圧延油組成物、乳化剤および水は、どの順序で混合してもよいが、水と乳化剤とを混合した後、熱間圧延油組成物を混合することが好ましい。
【００５７】
［圧延装置］
ここで、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法を行うための圧延装置の一例について説明する。
図１は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延装置の概略図である。
【００５８】
圧延装置２０では、アルミニウム板またはアルミニウム合金板は、熱間圧延機３によって熱間圧延される。
熱間圧延時に使用された使用済みの熱間圧延油は、配管９ａを介して熱間圧延油貯留タンク４に回収され、貯留される。
【００５９】
熱間圧延油貯留タンク４の上部には、スカム除去装置１が設置されている。スカム除去装置１は、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油の上部に比重の差によって浮いてきたスカムを、ベルト状の金属帯１０を連続回転させることで除去する。除去されたスカムは、ドレンタンク２に溜められた後に廃棄される。なお、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油に含まれる金属粉もスカム除去装置１によって粗除去される。
【００６０】
金属粉が粗除去された熱間圧延油は、熱間圧延油貯留タンク４の底部に設けられた排出口から配管９ｂを介して圧送ポンプ７により金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５に送給される。配管９ｂには、圧送ポンプ７の下流側にフィルタ６が設けられている。フィルタ６は、微粒の金属粉を除去して、金属粉を所定の粒子径および量に規制する。このように、金属粉の粒子径および量がフィルタ６により最終調整された後、熱間圧延油は金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５に貯留される。
【００６１】
金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５の熱間圧延油は、配管９ｃを介して圧送ポンプ８により熱間圧延機３に供給される。
このように、熱間圧延油は、熱間圧延機３、熱間圧延油貯留タンク４および金属粉調整熱間圧延油貯留タンク５との間を循環している。
【００６２】
なお、前記した熱間圧延油の平均油粒子径の制御は、図１に示す熱間圧延油貯留タンク４において行う。すなわち、カチオン系高分子化合物（（ｆ）成分）の熱間圧延油貯留タンクへの投入量の調節は、熱間圧延油貯留タンク４にカチオン系高分子化合物（（ｆ）成分）を投入して、その濃度を調整することによって行う。また、熱間圧延油貯留タンクでの熱間圧延油の撹拌条件の調節は、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油を撹拌するポンプ（図示せず）の出力や稼働台数等を調節して、熱間圧延油の撹拌条件（熱間圧延油の油粒子のせん断条件）を調節することによって行う。さらに、熱間圧延油貯留タンクでの新油交換量の調節は、熱間圧延油貯留タンク４の熱間圧延油の一部（または全部）を交換（更油）して、熱間圧延油の劣化度を調整することによって行う。
【００６３】
本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法は、以上のような制御方法を組み合せて、コールタカウンタ等で油粒子径を確認しながら、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うものである。
【００６４】
以上、説明したような本実施形態の熱間圧延油は、圧延潤滑性および板表面品質性に優れるので、このような熱間圧延油を使用し、熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことで、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油残りの発生を抑制することができ、優れた板表面品質の圧延板を得ることができる。
【００６５】
本実施形態の熱間圧延油は、長期循環安定性にも優れるので、安定した熱間圧延を行うことができる。また、脂肪酸の含有量が少ないため、防食剤を添加しないでも圧延機やその周辺設備の鉄鋼材料の腐食を抑制することができる。
【００６６】
本実施形態の熱間圧延油は、建浴初期の潤滑性が極めて優れるので、建浴直後から高強度材の圧延が可能になる。また、乳化性の長期安定性およびロールコーティング制御に優れるため、長期使用時でも噛み込み不良またはスリップ疵の発生を抑制し、優れた板表面品質性を長期間安定して得ることができる。
【００６７】
本実施形態の熱間圧延油は、カチオン系高分子化合物（（ｆ）成分）の機能によって、タンクやミル周辺等のハウジングの汚れを改善できると共に、バクテリアの発生を防止できる（抗菌機能）ので、排水処理性にも優れる。また、粒子径の過大化がないので、油粒子径制御安定化に優れる。
【００６８】
本実施形態の熱間圧延油は、鉱物油を基油として、脂肪酸、油脂、合成エステル等の油性向上剤や高級アルコール、また、必要に応じて、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤等を配合し、これを主に、陰イオン性界面活性剤で乳化することにより、潤滑不足による焼き付きも無く、長期使用時の油劣化による板表面の油切り性の悪化も無い安定した熱間圧延が可能になる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法の実施例について、その比較例と比較して具体的に説明する。
表１に示す成分を水で希釈することで濃度４質量％に調整し、熱間圧延油を作製した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
この熱間圧延油を使用して、入側板厚；２９ｍｍ、板巾；１８００ｍｍのアルミニウムコイル（ＪＩＳ５０００系材）を、圧延装置として、４段圧延機（ワークロール径；７２５ｍｍ、ワークロールバレル長；２９００ｍｍ、バックアップロール径；１５３０ｍｍ、バックアップロールバレル長；２９００ｍｍ）を４機連ねた４スタンドタンデムを用いて熱間圧延した。
熱間圧延条件は、圧延速度；３００ｍｐｍ、圧下率；３０〜６０％、材料温度；３００℃とした。
【００７２】
以上の条件において、熱間圧延油の平均油粒子径を変更して（図２・横軸参照）、各平均油粒子径ごとにアルミニウムコイル１００本を熱間圧延する熱間圧延試験を行い、圧延潤滑性および板表面品質性を評価した。
なお、熱間圧延油の平均油粒子径は、平均油粒子径をコールタカウンタで確認しながら、カチオン系高分子化合物（表１・（ｆ）成分）の投入量および熱間圧延油の撹拌条件を調節することによって変更した。
【００７３】
前記した熱間圧延試験によって得られた平均油粒子径ごとの圧延板（各１００本）の板表面性状について、目視により、焼付きおよびスリップ疵や圧延油残りの有無を確認した。
圧延潤滑性および板表面品質性の評価は、圧延板表面に焼付きまたはスリップ疵や圧延油残りが発生した圧延板の合計本数を板表面不良発生数とし、圧延板１００本あたりの板表面不良発生数が０または１本のものを圧延潤滑性および板表面品質性が良好、圧延板１００本あたりの板表面不良発生数が２本以上のものを不良とした。
【００７４】
図２は、熱間圧延油の平均油粒子径と板表面不良発生数との関係を示すグラフ図である。なお、図２において、板表面不良発生数の単位「（本）」とは、圧延板１００本あたりの板表面不良発生数を意味する。
図２に示すように、平均油粒子径が３〜１０μｍの場合は、板表面不良発生数が０または１本であり、圧延潤滑性および板表面品質性が良好であった。これに対して、平均油粒子径が３μｍ未満になると焼き付きが発生した圧延板の合計本数が２本以上となった。また、平均油粒子径が１０μｍを超えるとスリップ疵や圧延油残りが発生した圧延板の合計本数が２本以上となった。
【００７５】
このように、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法によれば、熱間圧延油の潤滑不足による焼き付きの発生と過潤滑による板表面の圧延油切り性の悪化を抑制することができるので、優れた板表面品質の圧延板を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明に係るアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法について実施形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】アルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延装置の概略図である。
【図２】熱間圧延油の平均油粒子径と板表面不良発生数との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ スカム除去装置
２ ドレンタンク
３ 熱間圧延機
４ 熱間圧延油貯留タンク
５ 金属粉調整熱間圧延油貯留タンク
６ フィルタ
７，８ 圧送ポンプ
９ａ，９ｂ，９ｃ 配管
１０ ベルト状の金属帯
２０ 圧延装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、
前記熱間圧延時における前記熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことを特徴とするアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法。
【請求項２】
前記熱間圧延油は、熱間圧延油組成物および乳化剤を含有し、
前記熱間圧延油組成物が
（ａ）動粘度８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下の鉱物油と、
（ｂ）炭素数１０〜２２の脂肪酸と、
（ｃ）天然油脂および、１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種と、
（ｄ）炭素数８〜２６の高級アルコールと、
を含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法。
【請求項３】
前記乳化剤が、下記一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物の重合体または共重合体であって、その質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である高分子化合物の少なくとも１種であることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム板およびアルミニウム合金板の圧延方法。
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なって、炭素数１〜３のアルキル基、ｍは１〜３の整数を示す。）
【請求項１】
熱間圧延油を使用して熱間圧延するアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法であって、
前記熱間圧延時における前記熱間圧延油の平均油粒子径を３〜１０μｍの範囲に制御して熱間圧延を行うことを特徴とするアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法。
【請求項２】
前記熱間圧延油は、熱間圧延油組成物および乳化剤を含有し、
前記熱間圧延油組成物が
（ａ）動粘度８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以下の鉱物油と、
（ｂ）炭素数１０〜２２の脂肪酸と、
（ｃ）天然油脂および、１価高級脂肪酸または多塩基酸とアルコールから得られる合成エステルから選ばれる少なくとも１種と、
（ｄ）炭素数８〜２６の高級アルコールと、
を含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム板またはアルミニウム合金板の圧延方法。
【請求項３】
前記乳化剤が、下記一般式（１）で表される単量体またはその塩もしくはその４級化物の重合体または共重合体であって、その質量平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である高分子化合物の少なくとも１種であることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム板およびアルミニウム合金板の圧延方法。
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なって、炭素数１〜３のアルキル基、ｍは１〜３の整数を示す。）
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２００６８９（Ｐ２００８−２００６８９Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３７１７７（Ｐ２００７−３７１７７）
【出願日】平成１９年２月１６日（２００７．２．１６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１６日（２００７．２．１６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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