(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１−ブテン・イソブテン共重合体５０質量％と、炭素数１２〜２４の脂肪族不飽和アルコール５０質量％とからなることを特徴とするミスト切削・研削油剤組成物。
【請求項２】
上記１−ブテン・イソブテン共重合体の数平均分子量が、２００〜１，０００である請求項１に記載のミスト切削・研削油剤組成物。
【請求項３】
上記脂肪族不飽和アルコールがオレイルアルコールである請求項１又は２に記載のミスト切削・研削油剤組成物。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のミスト切削・研削油剤組成物を、被加工物の加工部周辺に、霧状に供給し、切削加工又は研削加工を行うことを特徴とする切削・研削加工方法。
【請求項５】
上記ミスト切削・研削油剤組成物が、圧縮流体とともに供給される請求項４に記載の切削・研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄系金属、非鉄金属等を、タップ、ドリル、エンドミル、ブローチ、バイト、砥石等の工具と、旋盤、ボール盤、フライス盤、研削盤等の工作機械とを用いた切削加工又は研削加工に好適なミスト切削・研削油剤組成物及びそれを用いた切削・研削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属、合金等の切削・研削加工は、通常、１分間に数リットルから数十リットルの不水溶性切削油剤又は水溶性切削油剤を循環供給して行われている。油剤組成物の使用目的は、タップ、ドリル、エンドミル、ブローチ、バイト、砥石等の工具寿命の延長や被削材の加工面品位の向上、具体的には表面粗さ、寸法精度等の向上といった品質面の向上；加工時間の短縮等生産性の向上等にある。
しかし、多量の油剤組成物を使用して加工を行う従来の方法においては、油剤組成物の供給、冷却及び切り屑処理のために多量の電力が必要である。更に、油剤組成物は、長期間にわたって使用するため、不水溶性切削油剤では、経時による劣化や潤滑油等の混入による組成変化を引き起こす場合がある。また、水溶性切削油剤では、経時による劣化や微生物により、含有成分の分離、更には、油剤組成物の安定性が低下し、所定の性能を維持できなくなり、使用不可能な状態となる場合がある。
【０００３】
上述の方法に対して、近年、極微量の油剤を圧縮空気とともに工具の刃先もしくはその近傍に供給しながら切削・研削加工を行うシステムが開発され、特に、機械加工分野において、従来の油剤組成物供給方法からこの方法への変更検討が行われている。
このようなミスト切削・研削加工方法に用いられる油剤組成物としては、エステルを主成分としたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等）。特許文献６には、鉱油及び／又は合成油からなる基油に、硫黄系極圧添加剤、カルボン酸エステル等を配合してなる油剤組成物が開示されている。また、特許文献７には、分子量が４００〜２，５００のポリイソブチレンを１〜５質量％加えた基油としてのポリカルボン酸エステルからなるミストオイル潤滑剤が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９２６８５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９２６８６号公報
【特許文献３】特開２００１−１９２６９０号公報
【特許文献４】特開２００１−１９２６９１号公報
【特許文献５】特開２００１−３５４９８３号公報
【特許文献６】特開２００３−５５６７９号公報
【特許文献７】特表２０００−５０７２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エステル、油脂等を主成分とする油剤組成物は、従来の油剤組成物を多量に使用する加工方法と比較して十分な加工性能が得られないといった問題があり、結果的に油剤噴霧量の増加や、ミスト加工を断念する事例もある。
本発明の目的は、鉄系金属、非鉄金属等の加工性能に優れたミスト切削・研削油剤組成物及びそれを用いた切削・研削加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鉄系金属、非鉄金属等の切削加工又は研削加工に、ポリブテン等の高分子化合物を主成分とする油剤組成物を用いたところ、優れた加工性能が得られたことが分かった。
即ち、本発明の要旨は、以下の通りである。
１．１−ブテン・イソブテン共重合体５０質量％と、炭素数１２〜２４の脂肪族不飽和アルコール５０質量％とからなることを特徴とするミスト切削・研削油剤組成物。
２．上記１−ブテン・イソブテン共重合体の数平均分子量が、２００〜１，０００である上記１に記載のミスト切削・研削油剤組成物。
３．上記脂肪族不飽和アルコールがオレイルアルコールである１又は２に記載のミスト切削・研削油剤組成物。
４．上記１乃至３のいずれかに記載のミスト切削・研削油剤組成物を、被加工物の加工部周辺に、霧状に供給し、切削加工又は研削加工を行うことを特徴とする切削・研削加工方法。
５．上記ミスト切削・研削油剤組成物が、圧縮流体とともに供給される上記４に記載の切削・研削加工方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のミスト切削・研削油剤組成物によれば、純鉄、鋳鉄、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、快削鋼等の鉄系金属；銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金等の非鉄金属；樹脂等の切削加工及び研削加工を効率よく行うことができる。特に、タッピングトルク、切削抵抗等を低くすることができるとともに、摩擦係数も小さくなり、作業性が向上する。
本発明の切削・研削加工方法によれば、ミスト切削・研削油剤組成物を、極少量で用いることができるため、廃液量を大幅に削減できる。また、ミスト切削・研削油剤組成物が圧縮流体とともに供給された場合には、冷却の必要がなく、切り屑処理を同時に施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のミスト切削・研削油剤組成物（以下、「本発明の組成物」ともいう。）は、１−ブテン・イソブテン共重合体５０質量％と、炭素数１２〜２４の脂肪族不飽和アルコール５０質量％とからなることを特徴とする。
【０００９】
上記１−ブテン・イソブテン共重合体は、末端等に不飽和二重結合を有する重合体であってよいし、不飽和二重結合を有さない重合体であってもよい。後者の場合は、不飽和二重結合を有する重合体が完全水素添加されたものであってもよい。
【００１０】
上記１−ブテン・イソブテン共重合体の数平均分子量（以下、「Ｍｎ」ともいう。）は、好ましくは１０，０００以下、より好ましくは２００〜３，０００、更に好ましくは２００〜１，０００である。このＭｎが大きすぎると、ミスト化が十分でない場合、被加工物の加工部周辺に十分な供給ができず、加工性能が低下する場合があり、また、被加工物、工具及び工作機械におけるべたつきが発生する場合がある。尚、Ｍｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。
【００１１】
また、上記１−ブテン・イソブテン共重合体の、１００℃における動粘度は、好ましくは１〜５，０００ｍｍ２／ｓであり、より好ましくは１〜１，０００ｍｍ２／ｓ、更に好ましくは１〜３００ｍｍ２／ｓである。この動粘度が高すぎると、ミスト化が十分でない場合、被加工物の加工部周辺に十分な供給ができず、加工性能が低下する場合があり、また、被加工物、工具及び工作機械におけるべたつきが発生する場合がある。尚、上記動粘度は、キャノンフェンスケ粘度計により測定することができる。
【００１２】
本発明の組成物に含有される上記１−ブテン・イソブテン共重合体の含有量は、本組成物全体に対し、５０質量％である。上記割合にあることで、切削加工及び研削加工を効率よく行うことができる。
【００１３】
本発明のミスト切削・研削油剤組成物は、炭素数１２〜２４の脂肪族不飽和アルコール（以下、「アルコール」という）を含有する。
【００１４】
上記アルコールとしては、ヒドロキシル基を有する化合物であれば、１価アルコールでもよいし、多価アルコールでもよい。
また、上記アルコールは、直鎖構造であってよいし、分岐構造を有してもよい。
上記アルコールは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１５】
上記アルコールとしては、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、ウンデシレニルアルコール、パルミトレイルアルコール、アラキドニルアルコール、エルシルアルコール、フィトール、イソフィトール等が挙げられる。
【００１６】
本発明の組成物に含有される上記アルコールの含有量は、本組成物全体に対し、５０質量％である。これにより、単独で用いる場合よりも、ミスト化及び加工性に優れる。
【００１７】
本発明の組成物は、更に他の成分、例えば、従来、公知の不水溶性切削・研削油剤に配合されている酸化防止剤、非鉄金属防食剤、防錆剤、分散剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、ミスト抑制剤、消泡剤、香料、染料等を含有したものとすることができる。
【００１８】
本発明の組成物の４０℃における動粘度は、好ましくは１〜２００ｍｍ２／ｓ、より好ましくは３〜１００ｍｍ２／ｓ、更に好ましくは３〜５０ｍｍ２／ｓである。この動粘度が高すぎると、被加工物の加工部周辺に十分な供給ができない場合があり、また、被加工物、工具及び工作機械におけるべたつきが発生する場合がある。
【００１９】
本発明の切削・研削加工方法は、上記本発明の組成物（以下、「油剤組成物」ともいう。）を、被加工物の加工部周辺に、霧状に供給し、切削加工又は研削加工を行うことを特徴とする。
【００２０】
油剤組成物を霧状とする方法は、特に限定されないが、通常、圧縮流体を利用し、霧状にすると同時に被加工物の加工部周辺に噴霧・供給する。
圧縮流体としては、圧縮空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、水等が挙げられる。これらのうち、圧縮空気が好ましい。また、各流体を組み合わせて用いることもできる。
圧縮流体の温度は、通常、−５０〜５０℃、好ましくは−３０〜４０℃、より好ましくは−２０〜３０℃である。上記温度とすることで、加工による摩擦熱からの冷却を進めることができる。
【００２１】
上記油剤組成物の供給量は、好ましくは２０ミリリットル／分以下、より好ましくは０．０００１〜１０ミリリットル／分、更に好ましくは０．００１〜５ミリリットル／分である。
【００２２】
被加工物としては、純鉄、鋳鉄、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、快削鋼等の鉄系金属；銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金等の非鉄金属；樹脂等が好ましく適用される。
【００２３】
上記被加工物への切削加工又は研削加工は、タップ、ドリル、エンドミル、ブローチ、バイト、砥石等の工具と、旋盤、ボール盤、フライス盤、研削盤等の工作機械とを用いて行うことができる。切削及び研削による加工速度は、通常、１〜１０，０００メートル／分である。
本発明の油剤組成物を用いることにより、タッピングトルク、切削抵抗等を低くすることができ、加工時間の短縮化を実現することができる。また、油剤組成物を圧縮流体とともに供給すると、切り屑処理を同時に施すことができるため、作業性が向上する。また、上記のように、油剤組成物の使用量が極少量であることから、従来に比べ、廃液量を大幅に削減できる。
【実施例】
【００２４】
以下に例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。尚、実施例及び比較例において、「部」は、特に断らない限り質量基準である。
【００２５】
比較例１
トリメチロールプロパントリオレエート（商品名「ユニスターＨ３８１」、日本油脂社製）１００部からなる油剤組成物を用い、ポイントタップ（Ｍ８×１．２５）により、厚さが１２ｍｍのワーク（Ｓ２５Ｃ）のタッピング（下穴径；６．７ｍｍ）を行い（圧縮空気による油剤組成物の供給量；７ミリリットル／時間、切削速度；７．５ｍ／分）、タッピングトルクを測定した。
以下の実験で得られたタッピングトルクは、この比較例１におけるタッピングトルクを１００とした場合の数値で示した。
【００２６】
比較例２
トリメチロールプロパントリオレエートに代えて、ポリブテン（商品名「ポリビスＯＮ」、日本油脂社製、数平均分子量；３７０）１００部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
比較例３
上記ポリブテン８０部及びオレイン酸（和光純薬工業社製）２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００２８】
比較例４
上記ポリブテン５０部及び上記オレイン酸５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００２９】
比較例５
上記ポリブテン３０部及び上記オレイン酸７０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
比較例６
上記ポリブテン８０部及びオレイルアルコール（東京化成工業社製）２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３１】
実施例１
上記ポリブテン５０部及び上記オレイルアルコール５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
比較例７
上記ポリブテン３０部及び上記オレイルアルコール７０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
比較例８
上記ポリブテン３０部、上記オレイン酸５０部及び上記オレイルアルコール２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３４】
比較例９
上記ポリブテン３０部、上記オレイン酸３５部及び上記オレイルアルコール３５部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３５】
比較例１０
上記ポリブテン３０部、上記オレイン酸２０及び上記オレイルアルコール５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３６】
比較例１１
上記ポリブテン５０部及び上記トリメチロールプロパントリオレエート５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３７】
比較例１２
ポリイソブチレン（商品名「Ｇｌｉｓｓｏｐａｌ」、ＢＡＳＦ社製、数平均分子量；５５０）１００部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３８】
比較例１３
上記ポリイソブチレン８０部及び上記オレイン酸２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００３９】
比較例１４
上記ポリイソブチレン５０部及び上記オレイン酸５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４０】
比較例１５
上記ポリイソブチレン８０部及び上記オレイルアルコール２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４１】
比較例１６
上記ポリイソブチレン５０部及び上記オレイルアルコール５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４２】
比較例１７
上記ポリイソブチレン５０部及び上記トリメチロールプロパントリオレエート５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４３】
比較例１８
上記ポリブテン８０部及び上記ポリイソブチレン２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４４】
比較例１９
上記ポリブテン６４部、上記ポリイソブチレン１６部及び上記オレイン酸２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４５】
比較例２０
上記ポリブテン６４部、上記ポリイソブチレン１６部及び上記オレイルアルコール２０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４６】
比較例２１
上記ポリブテン５０部及び上記ポリイソブチレン５０部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４７】
比較例２２
上記ポリブテン４．５部及び上記トリメチロールプロパントリオレエート９５．５部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４８】
比較例２３
上記ポリブテン４．５部及び上記オレイン酸９５．５部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００４９】
比較例２４
上記ポリブテン４．５部及び上記オレイルアルコール９５．５部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００５０】
比較例２５
上記ポリイソブチレン４．５部及び上記トリメチロールプロパントリオレエート９５．５部を用いた以外は、比較例１と同様にしてタッピングを行った。その結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
0004176095.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のミスト切削・研削油剤組成物は、少ない使用量で、高い寸法精度等をもって、鉄系金属、非鉄金属等を加工することができる。特に、純鉄、鋳鉄、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、快削鋼等の鉄系金属；銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金等の非鉄金属；樹脂に好適である。