(57)【要約】【課題】放電加工性能を損なわずに引火点が高い放電加工油を提供する。【解決手段】放電加工油は、炭素数が６〜２２であるカルボン酸部分と炭素数が１〜１８であるアルコール部分からなるエステルを、全量基準で２０質量％以上配合してなり、４０℃における動粘度が３〜１１ｍｍ２／ｃｍであり、引火点が２００℃以上である。この放電加工油は、動粘度が低いにもかかわらず揮発性が低く、引火点が高い。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数が６〜２２であるカルボン酸部分と炭素数が１〜１８であるアルコール部分からなるエステルを、全量基準で２０質量％以上配合してなることを特徴とする放電加工油。
【請求項２】
請求項１に記載の放電加工油において、
前記エステルの４０℃における動粘度が３〜１０ｍｍ２／ｃｍである
ことを特徴とする放電加工油。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放電加工油において、
前記カルボン酸が不飽和カルボン酸である
ことを特徴とする放電加工油。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の放電加工油において、
前記カルボン酸が一価のカルボン酸である
ことを特徴とする放電加工油。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の放電加工油において、
前記エステルのアルコール部分が分岐構造を有する
ことを特徴とする放電加工油。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の放電加工油において、
さらに、鉱物油および合成油の少なくともいずれか１種を配合してなる
ことを特徴とする放電加工油。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の放電加工油において、
さらに、防錆剤、消泡剤、冷却特性向上剤、酸化防止剤および金属不活性化剤のうち、少なくともいずれか１種を配合してなる
ことを特徴とする放電加工油。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の放電加工油において、
該放電加工油の４０℃における動粘度が３〜１１ｍｍ２／ｃｍであり、引火点が２００℃以上である
ことを特徴とする放電加工油。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形彫放電加工、およびワイヤカット放電加工等の各種放電加工に用いられる放電加工油に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工油としては、絶縁性および加工特性の観点より低粘度の鉱物油が一般に用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。しかしながら、低粘度の鉱物油は引火点が低く、使用にあたっては引火防止上の対策が必須である。それ故、大量に加工油を用いる場合には、引火防止対策に要する費用や労力が過大となる問題があった。
一方、低粘度鉱物油が有する問題点を解決する放電加工油として、絶縁性油に水を添加したエマルジョン型の放電加工油も提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、放電加工油が油中水滴型エマルジョンであるときには、比抵抗が殆ど０になってしまうので放電加工が困難になる。無理に放電加工をしようとすると、印加電圧を上昇させねばならず、電極にかける負荷が大きいことによる電極の短寿命化を一層促進してしまう。また、水を含んでいるため、ある程度その引火性を低減することは可能であるが、その引火点は依然として低く、従来の低粘度鉱物油が有する問題を完全に解消することはできない。また、エマルジョンの粘度が高く加工時に混入する切削粉や炭素粒の除去も困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２７７２２０号公報
【特許文献２】特開平０６−１５５１６５号公報
【特許文献３】特開昭５５−００６４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決すべく、放電加工性能を損なわずに引火点が高い放電加工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】
【０００５】
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような放電加工油を提供するものである。
（１）炭素数が６〜２２であるカルボン酸部分と炭素数が１〜１８であるアルコール部分からなるエステルを、全量基準で２０質量％以上配合してなることを特徴とする放電加工油。
（２）上述の（１）に記載の放電加工油において、前記エステルの４０℃における動粘度が３〜１０ｍｍ２／ｃｍであることを特徴とする放電加工油。
（３）上述の（１）または（２）に記載の放電加工油において、前記カルボン酸が不飽和カルボン酸であることを特徴とする放電加工油。
（４）上述の（１）から（３）までのいずれか１つに記載の放電加工油において、前記カルボン酸が一価のカルボン酸であることを特徴とする放電加工油。
（５）上述の（１）から（４）までのいずれか１つに記載の放電加工油において、前記エステルのアルコール部分が分岐構造を有することを特徴とする放電加工油。
（６）上述の（１）から（５）までのいずれか１つに記載の放電加工油において、さらに、鉱物油および合成油の少なくともいずれか１種を配合してなることを特徴とする放電加工油。
（７）上述の（１）から（６）までのいずれか１つに記載の放電加工油において、さらに、防錆剤、消泡剤、冷却特性向上剤、酸化防止剤および金属不活性化剤のうち、少なくともいずれか１種を配合してなることを特徴とする放電加工油。
（８）上述の（１）から（７）までのいずれか１項に記載の放電加工油において、該放電加工油の４０℃における動粘度が３〜１１ｍｍ２／ｃｍであり、引火点が２００℃以上であることを特徴とする放電加工油。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、放電加工性能を損なわずに引火点が高い放電加工油を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の放電加工油は、所定のエステルを全量基準で２０質量％以上配合してなることを特徴とする。当該エステルは、炭素数が６〜２２であるカルボン酸部分と炭素数が１〜１８であるアルコール部分からなる構造を有する。ここで、エステルの製法としては、カルボン酸とアルコールからの脱水反応でもよくエステル交換反応でもよい。結果として上述のエステルを得ることができればどのような製法でもよい。例えば、当該エステルとして、炭素数が６〜２２であるカルボン酸と炭素数が１〜１８であるアルコールから脱水反応により縮合させて得られたものが好適に使用される。
【０００８】
本発明の放電加工油に配合される上述のエステルは、総炭素数が７〜４０であり、好ましくは１０〜３４であり、より好ましくは２０〜３０である。総炭素数が６以下であると、放電加工油として用いたときに引火点が低くなりすぎるおそれがある。一方、総炭素数が４１以上であると、放電加工油の粘度が高くなりすぎて放電加工性能が悪化するおそれがある。このようなエステルは、４０℃粘度が３〜１０ｍｍ２／ｓとなる範囲で選択することが好ましい。
【０００９】
ここで、当該エステルを構成するカルボン酸部分の炭素数は６〜２２であり、好ましい炭素数は８〜１８である。炭素数が５以下となると、エステルが分解した際に生じるカルボン酸の腐食性が高いため問題となる。一方、炭素数が２３以上であると、粘度が高くなりすぎて加工性能が劣るおそれがあり好ましくない。また、上述のエステルを構成するアルコールの炭素数は１〜１８であり、好ましくは２〜１６である。引火点の観点からは、炭素数は多い方がよいが、炭素数が１９以上であると、粘度が高くなりすぎて加工性能が劣るおそれがあり好ましくない。
【００１０】
以下に、一例として上述のエステルを構成するためのカルボン酸とアルコールについて具体的な好ましい構造を説明する。
炭素数が６〜２２のカルボン酸としては、カプロン酸（ヘキサン酸）、エナント酸（ヘプタン酸）、カプリル酸（オクタン酸）、ペラルゴン酸（ノナン酸）、カプリン酸（デカン酸）、ラウリン酸（ドデカン酸）、ミリスチン酸（テトラデカン酸）、パルミチン酸（キサデカン酸）、マルガリン酸（ヘプタデカン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）などの飽和カルボン酸や、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸などの不飽和カルボン酸が挙げられる。低温流動性の観点からは、不飽和カルボン酸のほうが好ましい。また、耐腐食性の観点からは一価のカルボン酸であることが好ましい。
【００１１】
炭素数が１〜１８であるアルコールとしては、特に制限はなく、一価のアルコールでもよく、炭素数が２以上であれば多価アルコールでもよい。多価アルコールとしては、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールが挙げられる。炭素数が３以上のアルコールでは、分岐構造があってもよい。たとえば、イソブチルアルコールや２―エチルヘキシルアルコールなどが挙げられる。低温流動性の観点からは分岐があるほうが好ましい。
【００１２】
上述したエステルは、放電加工油全量基準で２０質量％以上配合してなることが必要であり、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上であり、最も好ましくは６０質量％以上である。また、本発明の放電加工油は該エステル１００質量％であってもよい。放電加工油中に占める当該エステルの配合量が２０質量％未満であると、低引火点であることと加工性能とのバランスが劣るおそれがある。
【００１３】
本発明の放電加工油においては、上述したエステルの他に鉱物油あるいは合成油を８０質量％未満の範囲で配合してもよい。鉱物油としては、４０℃における動粘度が３〜１０ｍｍ２／ｓの範囲にあるパラフィン系油、ナフテン系油などを挙げることができる。これらのパラフィン系油、ナフテン系油などは石油留分を精製して得られるものである。
また、合成油としては、４０℃における動粘度が３〜１０ｍｍ２／ｓの範囲にある炭化水素系合成油、シリケートエステル、リン酸エステル等のエステル系合成油、ポリグリコール系合成油（ポリオキシアルキレングリコール等）、ポリフェニルエーテル系合成油、シリコーン系合成油などを挙げることができる。なお、炭化水素系合成油としては、ポリ−α−オレフィン（ポリブテン、１―オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマーなど）、アルキルベンゼン、およびアルキルナフタレンなどが挙げられる。
このような鉱物油および合成油としては、商業的に販売されているものを入手して使用すればよいが、引火点が２００℃以上のものを選択することが好ましい。
本発明の放電加工油には、前記した鉱物油および合成油のうち、いずれか１種を単独で配合してもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の放電加工油には、発明の効果を損なわない範囲で、防錆剤、消泡剤、冷却特性向上剤、酸化防止剤および金属不活性化剤等を配合してもよい。
防錆剤としては、アルキルベンゼンスルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。配合量としては、放電加工油全量基準で０．０１〜５質量％程度が好ましい。
消泡剤としては、シリコーン油、フルオロシリコーン油およびフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。配合量としては、放電加工油全量基準で０．０１〜５質量％程度が好ましい。
冷却特性向上剤としては、いわゆる高粘度化合物のうち、従来公知の種々のものを用いることができ、例えば、ポリブテン、アスファルタム、エチレン−α−オレフィン共重合体などが用いられる。本発明においては、これらのうち、質量平均分子量で８００〜５０,０００のものが好ましく用いられる。冷却特性向上剤の配合量としては、放電加工油全量基準で０．１〜１０質量％程度が好ましい。
【００１５】
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤やアミン系酸化防止剤が挙げられる。フェノール系酸化防止剤としては、例えば４，４'−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）（ＤＢＰＣ）；４，４'−ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）；４，４'−ビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；２，２'−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；２，２'−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；４，４'−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；４，４'−イソプロピリデンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）；２，２'−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）；２，２'−イソブチリデンビス（４，６−ジメチルフェノール）；２，２'−メチレンビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール；２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール；２，６−ジ−ｔ−アミル−ｐ−クレゾール；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−（Ｎ，Ｎ'−ジメチルアミノメチルフェノール）；４，４'−チオビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；４，４'−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；２，２'−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；ビス（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルベンジル）スルフィド；ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）スルフィド；ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネート；２，２'−チオ［ジエチル−ビス−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］などが挙げられる。これらの中で、特にビスフェノール系およびエステル基含有フェノール系のものが効果の点で好適である。
【００１６】
また、アミン系酸化防止剤としては、例えばモノオクチルジフェニルアミン；モノノニルジフェニルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系、４，４'−ジブチルジフェニルアミン；４，４'−ジペンチルジフェニルアミン；４，４'−ジヘキシルジフェニルアミン；４，４'−ジヘプチルジフェニルアミン；４，４'−ジオクチルジフェニルアミン；４，４'−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキルジフェニルアミン系、テトラブチルジフェニルアミン；テトラヘキシルジフェニルアミン；テトラオクチルジフェニルアミン；テトラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェニルアミン系、及びナフチルアミン系のもの、具体的にはα−ナフチルアミン；フェニル−α−ナフチルアミン；さらにはブチルフェニル−α−ナフチルアミン；ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン；ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン；ヘプチルフェニル−α−ナフチルアミン；オクチルフェニル−α−ナフチルアミン；ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのアルキル置換フェニル−α−ナフチルアミンなどが挙げられる。これらの中でジアルキルジフェニルアミン系及びナフチルアミン系のものが効果の点で好適である。
本発明においては、前記フェノール系やアミン系の酸化防止剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、酸化防止効果および経済性のバランスなどの面から、放電加工油全量基準で、０．０１〜５質量％程度である。
【００１７】
金属不活性化剤は、主に銅腐食防止剤として用いられるが、例えば、ベンゾトリアゾール、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、チアジアゾール、およびチアジアゾール等が挙げられる。これらの１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。配合量は放電加工油全量基準で０．０１〜１．００質量％程度が好ましい。放電加工機の電極としては、通常銅が使用されるため、上記範囲の金属不活性化剤を配合することによって、放電加工油中に微量混入してくる銅等の金属酸化物の酸化触媒としての作用を抑制することができる。
【００１８】
本発明の放電加工油の４０℃における動粘度は、３〜１１ｍｍ２／ｓであることが好ましく、より好ましくは４〜１０ｍｍ２／ｓであり、さらに好ましくは５〜９ｍｍ２／ｓである。該加工油の４０℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ未満であると、揮発性が高くなりすぎ、また引火点が下がるおそれがある。一方、該加工油の４０℃における動粘度が１１ｍｍ２／ｓを超えると、放電加工性能が悪化するおそれがある。
【００１９】
なお、本発明の放電加工油は、２０℃における導電率が５００ｎＳ／ｃｍ以下であることが好ましい、より好ましくは３００ｎＳ／ｃｍ以下、さらに好ましくは１００ｎＳ／ｃｍ以下である。比抵抗は導電率と逆数の関係にあり、導電率が大きくなると比抵抗が小さくなる。比抵抗が小さくなると前述のように放電加工が困難になり、加工速度が遅くなり、無理に放電加工をしようとすると、印加電圧を上昇させねばならず、電極に掛る負荷が大きいことによる電極の短寿命化を一層促進する。
【００２０】
以上のように、本発明の放電加工油は、放電加工性能が従来の放電加工油に比べて劣ることもなく、大幅に引火点が高いので工場設備の消防法対応を軽微に済ませることができる。また、従来の放電加工油よりも揮発性が低いので加工油の消費量が少ない。それ故、大気中へのＶＯＣ放出量が少なく、環境負荷が低い。
従って、本発明の放電加工油は、形彫放電加工、ワイヤカット放電加工等のいわゆる放電系と呼ばれる電気加工に好適に用いることができる。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって
なんら限定されるものではない。
〔実施例１〜５、比較例１〜７〕
以下に示す基油および添加剤を用いて、表１、表２に示す配合組成の放電加工油を調製し、各種の評価を行った。
【００２２】
（基油）
以下に示す基油のうち、(1)と(2)が本発明の放電加工油を構成する上で必須のエステルであるが、他の基油成分を混合して用いることを除外するものではない。
(1)  オレイン酸イソブチル
（４０℃動粘度：５．７ｍｍ２／ｓ、引火点：２１０℃）
(2)  パルミチン酸２−エチルヘキシル
（動粘度＠４０℃：８．２ｍｍ２／ｓ、引火点：２２０℃）
(3)  ペンタエリスリトールテトラオレエート
（４０℃動粘度：６４．７ｍｍ２／ｓ、引火点：２２３℃）
(4)  ポリ−α−オレフィン
（４０℃動粘度：１７．５ｍｍ２／ｓ、引火点：２２２℃）
(5)  鉱物油Ａ
（４０℃動粘度：１９．６ｍｍ２／ｓ、引火点：２３０℃）
(6)  鉱物油Ｂ
（４０℃動粘度：１．６２ｍｍ２／ｓ、引火点：８４℃）
【００２３】
（添加剤）
(1)  銅腐食防止剤：ベンゾトリアゾール（城北化学工業製シーテック  ＢＴ−１２０）
(2)  酸化防止剤：ＤＢＰＣ（住友化学工業製スミライザー  ＢＨＴ）
(3)  冷却性向上剤：ポリブテン（出光ポリブテン２０００Ｈ）
【００２４】
（評価方法）
(1)  動粘度：ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３により４０℃で測定した。
(2)  引火点：ＪＩＳ  Ｋ  ２２６５に準拠して測定した。
(3)  放電加工速度：
表１、表２に示す配合組成の放電加工油を用い、以下のような方法で放電加工速度を測定した。評価結果も併せて表１、表２に示す。
＜加工機＞
三菱電機製放電加工機ＤＩＡＸ  Ｍ３５Ｓ、電極：タフピッチ銅（１０×１０×１００ｍｍ）
＜加工材（ワーク）＞
Ｓ５５Ｃ（３０×３０×４０ｍｍ）
＜加工条件＞
ピーク電流：１５Ａ、パルス幅：２５６μｓ、休止幅：２５６μｓ、加工時間：５分
加工速度：加工前後のワークの質量変化より下記式により算出した。
加工速度(mg/min)＝（加工前のワーク質量(mg)−加工後のワーク質量(mg))/５(min)
【００２５】
(4)  揮発性：
表１、表２に示す配合組成の放電加工油（供試油）に対して以下のような方法で揮発量を測定し、揮発性を評価した。
供試油１ｇをガラス製シャーレ（内径５０ｍｍφ）に入れ、６０℃に保った恒温槽内に３時間載置した。試験前後の供試油の質量変化より以下の式にて供試油の揮発量を算出した。
揮発量(質量％)
＝（(試験前の供試油量(ｇ)-試験後の供試油量(ｇ))/試験前の供試油量(ｇ)）×１００
【００２６】
【表１】
2010201568.tif 000002
【００２７】
【表２】
2010201568.tif 000003
【００２８】
（評価結果）
表１における実施例１〜５の結果より、本発明の放電加工油は、所定のエステルを基油として用いているため、動粘度が低いにもかかわらず、揮発性が低く、引火点が高い。また、他の基油を混合して用いた実施例４，５でも、他の基油の配合量が所定量以下であるので悪影響は認められない。
一方、表２の比較例１〜５では、本発明を構成するための必須のエステルが配合されていないので、放電加工速度が遅いか、あるいは引火点が低すぎるので、いずれも放電加工油として劣っている。また、比較例６，７では本発明を構成するための必須のエステルが配合されているものの、その配合量が１０質量％と少ないため、放電加工特性と引火点の双方を満足することはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の放電加工油は、形彫放電加工、およびワイヤカット放電加工等の各種放電加工に好適に用いることができる。