(57)【要約】【課題】金属の切削加工時に切削部位に冷却材ないし潤滑剤を供給するが、この潤滑剤には腐食性がなく洗浄性のよいものが望まれる。【解決手段】切削、研削される金属のうち、アルミニユームはアルマイトなどの表面処理をすることが多く切削、研削仕上がり面の清潔性が必要である。研削表面に付着する冷却材、潤滑剤の洗浄が容易で且つ潤滑性能のよい加工油剤として植物由来の油と、腐食性の小さい純水を主剤とし、これに乳化剤を添加してエマルジョンタイプの金属加工油剤としたものである。この加工油剤で研削した場合、加工表面に付着した乳化剤は２４時間以内に水で洗浄すること可能でありシミが残ることない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物油に水と植物由来のエステル系乳化剤を加えて希釈し、エマルジョンとしたことを特徴とする金属加工油剤。
【請求項２】
希釈する水が残存不純物１０ｐｐｍ以下の純水であることを特徴とする請求項１記載の金属加工油剤。
【請求項３】
植物油がオリーブ油、菜種油、大豆油、ひまわり油、紅花油、やし油、パーム油またはこれらの改質油脂の１種、または複数種である請求項１または２に記載の金属加工油剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
金属を切削、研削加工するに際してその工具の刃先を冷却し、潤滑して切り刃部を保護し、ワーク仕上がり面の洗浄性および油剤の腐食性を抑えた水溶性金属加工油剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、切削・研削用の油剤としては鉱物油をベースとした非水溶性油剤、あるいは鉱物油と樹脂との混合液中に界面活性剤などの乳化剤を混合した水溶性油剤が使用されるのが一般的であり、さらに、これらに極圧添加剤を加えられたものもしばしば使用されている。
【０００３】
この極圧添加剤としてよく使用されるものとしては含塩素化合物、含硫黄化合物、含モリブデン化合物等が挙げられるが、これら化合物が含有されている油剤は使用後の処分が問題で、そのままの垂れ流しは地球環境にとって好ましいものでないことは云うまでもない。更に、このような鉱物油は作業者の身体に直接付着して湿疹、かぶれ等の皮膚炎を発症させることがしばしばである。
【０００４】
このようなことから従来の極圧添加剤に代えて窒化ホウ素微粉末を基油中に混合し、さらにこれを乳化させて水溶性金属加工油剤として使用することが提案されている（特許文献２）。しかし、ホウ素の比重が油剤に比べて大きく、したがって沈降することや微粒子の大きさによっては切削の支障となるなどの問題があり、良好な切削油の開発が待たれているのである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３０７７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属の切削、研削用油剤としては、良好な加工性能が得られ、かつ、その研削用油剤に濡れたワークの加工面に錆が発生しにくく、さらに該油剤の廃棄処分が容易であることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明に係る金属加工用油剤は、その基油として植物油を使用し、これに水および乳化剤を加えて水溶化し、さらに水により希釈し切削、研削精度に配慮した濃度にして使用するものとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る水溶性金属加工油剤(液)は植物系の油剤および同系の乳化剤を使用するもので人体に対して何らの刺激を与えることなく、したがって作業者の健康上の安全性を確保し、一方、ワークの加工表面には錆およびシミの発生が抑制されること、加工後のワーク洗浄が容易になる。また、この水溶性金属加工油剤は摩擦係数が小さく切削、研削性能が向上する。更に、使用済みの廃液は有害な物質を含んでいないことから自然界への投棄が可能で、その処理が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の水溶性金属加工油剤は植物油に植物由来のエステル系乳化剤を添加し、さらに
希釈剤として不純物が１０ｐｐｍ以下の純水を加えて混練し、エマルジョンとする。このようにして得られたエマルジョンの使用は切削、研削等の条件によりさらに３０倍ないし１００倍の純水で希釈する。この二次にわたる希釈は必ずしも必要ではなく単純に一度の撹拌処理で所定の濃度のエマルジョンを得てもよいことは勿論である。なお、切削・研削油剤の性能に関しては、該油剤の摩擦係数が小さいほど優れているものと判断し、また、該油剤が付着した面の経時に伴う錆、くもりの発生の有無、その大小を以って適性の良否を判断した。
【００１０】
各種植物油をアルミニユーム同士の摺動面に塗布して往復回数による動摩擦係数の相違を測定したものが図１である。これによると菜種油がもっとも動摩擦係数が小さく、コーン油、市販研削液、ひまわり油の順に大きくなった。なお、アルミニユームにはＪＩＳ  Ａ５０５２を使用した。
【００１１】
前記植物油の希釈に使用する水としては被切削材または被研削材に汚染または錆の発生を避けるために純水が望ましい。ここに純水とは水中の塩類、残留塩素、溶解性でない微粒子および有機物を殆んどすべて除去された状態の水を意味するもので、このような純水の作製には例えばイオン交換樹脂と逆浸透膜の併用、あるいは純水装置の使用が適当であるが、その他の方法でもよく、特に製法を限定するものではない。表１に水の金属に対する腐食性を示す。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
表１は塩類の腐食性を測定したもので、その詳細を下に示す。
１．塗布２４時間経過後の表面状態を目視判定した。
２．ＲＯ水とは逆浸透膜浄水装置により製造された水である。
３．図中ｐｐｍは不純物の残存量。１０倍希釈はＲＯ水による。
４．◎：腐蝕を認めず    ○：僅かに腐蝕    口：一部腐蝕
△：所々腐蝕        ×：全面腐食      −：実施せず
【００１４】
この表１から、水中に残存する不純物がどのような化合物であれ１０ｍｇ／ｌ以上あれば被加工金属の加工面に腐蝕を生じさせる危険性を推測させるものである。
【実施例１】
【００１５】
図１で最も摩擦係数が小さい菜種油１００重量部にそれぞれ水道水２００重量部、または純水２００重量部を加え、さらに植物系乳化剤３重量部を混合し、撹拌機により混練して第１次のエマルジョン化をした。さらに、このエマルジョン１０重量部に対して５０重量部の純水を加えて混合し、切削、研削油剤とした。図２にそれぞれの摩擦係数を示した。なお、測定器には新東科学株式会社製の表面性測定機（ＴＹＰＥ:14ＦＷ）を使用した。
【００１６】
上記で得たエマルジョン１０重量部に対してそれぞれ公営水道水または純水を１５０〜２００重量部混入し、撹拌して希釈エマルジョンを作製した。このエマルジョンを切削・研削油剤としてその動摩擦係数を測定した。これを図２に示したが動摩擦抵抗は公営水道水よりも純水の方が小さいことがわかる。
【００１７】
また、この切削・研削油剤の金属への腐食性を調べた。すなわち、冷間圧延鋼板の表面に付着している油脂分を拭い去り、その鋼板表面に各切削・研削油剤をそれぞれ直径が１ｃｍ程度の水滴になる(表面張力作用)ように滴下して２時間後、６時間後、２４時間後の色彩の変化を見たものである。これによると、純水を希釈剤としたものは錆の発生はないか、または小で、水道水によるものは２時間後から徐々に変色した。
【００１８】
前記の純水に残存する不純物の含有量と冷間圧延鋼板の錆発生との関係について前記と同様の水滴試験を行なった。純水に１０ｐｐｍ以上の不純物があれば冷間圧延鋼板表面に若干の錆が発生し、ないしは膜状の汚れが生じる。純水の作製にはイオン交換樹脂を用い、さらに浸透膜を適用するなどが望ましい。
【実施例２】
【００１９】
実施例１と同様の手法によって、菜種油にやし油を加え、さらにエステル系乳化剤を添加してエマルジョンを作製した（菜種油９：やし油１：乳化剤０．１〜１重量％）。この油剤にさらに重量比１０重量％の純水をもって希釈した水溶性金属加工油剤の動摩擦係数、静摩擦係数を測定した。その結果を図３に示す。この加工液においては比較的新鮮な時点では摩擦係数が極めて小さくその後は前記の菜種油と純水の混合液とほぼ同様であった。このように植物油を２種またはそれ以上混合することによって潤滑性（切削性）をあげることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
前記のＪＩＳ  Ａ５０５２（アルミニユーム）においては研削加工後にその表面にアルマイト加工などの表面処理を行なうことが多いが、その表面に錆や斑点が生じていると表面処理に支障が生じる。したがって研削加工後には加工表面を洗浄することになるが、植物由来の本発明水溶性金属加工油剤は洗浄が容易で作業性がよい。また、アルミニユーム以外の鉄鋼金属の切削、研削加工用液剤として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は植物油の一部について動摩擦係数の測定結果を示すグラフである。
【図２】図２は菜種油を一定条件で希釈し、動摩擦係数を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は菜種油とやし油を一定条件で希釈し、動摩擦係数を測定した結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月22日(2008.9.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
実施例１と同様の手法によって、菜種油にやし油を加え、さらに植物系由来のエステル系乳化剤を添加してエマルジョンを作製した（菜種油８〜１０、やし油０〜２、乳化剤０〜１０重量％）。この油剤にさらに重量比１０重量％の純水をもって希釈した水溶性金属加工油剤の動摩擦係数を測定した。その結果を図３に示す。この加工液においては比較的新鮮な時点では摩擦係数が極めて小さくその後は前記の菜種油と純水の混合液とほぼ同様であった。このように植物油を２種またはそれ以上混合することによって潤滑性（切削性）をあげることが可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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