JP2000505826A

JP2000505826A - 機械加工のための方法

Info

Publication number: JP2000505826A
Application number: JP9525126A
Authority: JP
Inventors: スケルド，ロルフ
Original assignee: スケルド，ロルフ
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2000-05-16
Also published as: SE9600042D0; CN1079423C; DE69623051T2; AU1323597A; BR9612424A; US6083887A; WO1997025393A1; ATE222282T1; SE9600042L; CN1207119A; EP0901510B1; EP0901510A1; SE505859C2; KR19990076971A; DE69623051D1; RU2173248C2

Abstract

(57)【要約】この発明は、大部分が二酸化炭素であり、わずかな部分が少なくとも１つの酸素原子を有する極性有機化合物を少なくとも１つ含有する極性潤滑剤である冷却および潤滑用組成物を用いて金属、ガラスおよび他の固体材料を機械加工するための方法に関する。その極性基はエーテル、ヒドロキシル、カルボキシル、エステルおよびアミド基またはそれらの組合せからなる群から選択され得る。

Description

【発明の詳細な説明】機械加工のための方法この発明は、大部分が二酸化炭素であり、わずかな部分が少なくとも１つの酸素原子を有する極性有機化合物を少なくとも１つ含有する極性潤滑剤である冷却および潤滑用組成物で、金属および他の固体材料ならびにガラスを機械加工するための方法に関する。特許出願ＷＯ９０／０３３４１およびＷＯ９２／１６４６４は、機械加工プロセスで冷却および潤滑用媒質として二酸化炭素を使用することを開示している。後者の出願では、付加的な潤滑剤を二酸化炭素に加えて、さらに潤滑性を高め、機械加工の間に発生する熱を低減することが提案されている。潤滑剤は液体二酸化炭素中で溶解可能または分散可能なものとされる。この特許出願で言及される唯一の具体的な潤滑添加剤は粘性の低い炭化水素をベースとするスピンドル油のクルコラン（Cruco1an）７である。スピンドル油を二酸化炭素に添加することで全体の潤滑効果は高まるが、道具の摩耗と発生する熱とは容認できるものではない。二酸化炭素を基材とする冷却および潤滑用組成物を他の潤滑系に対して商業上競争力のあるものにするためにはかなりの改良を行なわなければならない。したがって、この発明の主な目的は二酸化炭素の潤滑性を本質的に高める添加剤を見つけることである。別の目的は、人体または環境に対して有毒でなく、有害なガスまたはエーロゾルに容易に分解しない添加剤を選択することである。驚くべきことに、これらの目的は、沸点が２００℃よりも高いヘテロ原子としての酸素原子を含有する極性有機化合物が混合された液体の二酸化炭素の存在の下で、金属、セラミックおよびポリマーのような他の固体材料、ならびにガラスの機械加工を行なうことによって達成され得ることがここに見出された。添加される極性有機化合物の量は広い範囲内で変化し得るが、通常、添加される二酸化炭素の量の０．１重量％から２０重量％、好ましくは０．５重量％から４重量％の範囲内である。好ましくは、該有機化合物の沸点は２５０℃よりも高く、融点は５℃よりも低く、好ましくは−５℃よりも低い。該有機化合物は液体二酸化炭素中に溶解可能または分散可能であり、エーテル、ヒドロキシル、カルボキシル、エステルおよびアミド基またはそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１つの極性基を含有する。適当な好ましい極性有機化合物は、１３０−２８０好ましくは１４０−２００の分子量のアルコール、１４０−３２０好ましくは１５０−２９０の分子量のカルボン酸、１５５−１０００好ましくは１７０−６００の分子量のアルキルエーテルカルボン酸、１４０−１０００好ましくは１４０−８００の分子量のポリオールまたはそのエーテルおよびエステル、１５５−４００好ましくは１６５−３５０の分子量の脂肪酸またはリン酸のエステル、１８０−１０００好ましくは２３０−７００の分子量を有する、モノカルボン酸とアルカノールアミンとの間のアルカノールアミドまたはそのアルコキシラートである。この発明による有用な有機化合物の適当な例は、Ｒ₁ＯＨの式を有するものであり、式中Ｒ₁は枝分かれ鎖もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和の９−１８の炭素原子を有する脂肪族基またはアシル基、たとえば、９−１５の炭素原子を有する枝分かれ鎖のアルキル基または枝分かれ鎖のアシル基である。他の例は、Ｒ₂ ＣＯＯＲ₃の式を有するエステル化合物であり、式中Ｒ₂ＣＯはアシル基、好ましくは枝分かれ鎖または不飽和の１０−２０の炭素原子を有するアシル基、たとえばオレイルおよびイソステアリルであり、Ｒ₃は１−４の炭素原子を有するアルキル基である。好ましい有機化合物のさらに別の群は、Ｒ₄（Ａ）_nＯＲ₅の式を有するものであり、式中Ｒ₄およびＲ₅は互いに独立して水素、または１−２０の炭素原子を有するアシル基もしくはアルキル基であり、Ａは２−４の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり、ｎは２−１８の数である。好ましくは、基Ｒ₄ およびＲ₅の１つまたは２つが水素である。好ましい有機化合物のさらに別の群は、Ｒ₆ＣＯＮ（Ｘ）Ｒ₇Ｏ（Ａ）_nＲ₈の式を有するものであり、式中Ｒ₆ＣＯは８−２０の炭素原子を有するアシル基、好ましくは枝分かれ鎖もしくは不飽和のアシル基であり、ＸはＨまたはＲ₇Ｏ（Ａ）_nＲ₈であり、Ｒ₇は２−８の炭素原子を有するアルキレン基であり、Ａは２−４の炭素原子を有するアルキレンオキシ基であり、Ｒ₈は水素、または１−６の炭素原子を有するアルキル基もしくはアシル基であり、ｎは０−８の数である。さらなる例は、Ｒ₉Ｏ（Ａ）_xＣＨ₂ＣＯＯＨの式を有するアルキルエーテルカルボン酸であり、式中Ｒ₉は６−１８の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは２−４の炭素原子を有するアルキレンオキシ基であり、ｘは０−１０の数である。処理において、二酸化炭素が膨張させられ、道具および／または作業領域に適用される前に、極性化合物は、たとえば高圧ポンプによって液体二酸化炭素の流れの中に導入することができる。可能な限りよい冷却効果を得るために、二酸化炭素は液体の状態から気体へと通常１０秒以内で、好ましくはその適用の直前に膨張させられる。極性化合物はまた、圧力下で二酸化炭素とともに均一な液体または分散物中にたくわえられてもよい。このようにして、極性化合物と二酸化炭素との間の一定の比が保証され得る。該有機化合物が比較的高い融点または高い粘性を有する場合、これを液体の二酸化炭素または膨張した二酸化炭素と混ぜる前に加熱することが望ましいかもしれない。適当な具体例では、潤滑剤および二酸化炭素の液体混合物はドリルのような工具の内部通路を介して作業領域に供給される。１通路当りの断面積は広い範囲内で変化し得るが、通常、０．０１ｍｍ²から１ｍｍ²、好ましくは０．０２ｍｍ² から０．２ｍｍ²である。極性化合物または複数の極性化合物の混合物に加えて、潤滑剤は、可溶化剤および／または付加的な冷却剤成分としての薬品も含有し得る。これらはまた、所定の潤滑特性を有してもよい。このような薬品の例は、水の他、４６から約１２０までの分子量のアルキレングリコール、アルコールおよびそれらのエーテルである。このような薬品の量は通常、極性化合物または複数の極性化合物の混合物の０．１重量％から１００重量％であり、好ましくは１重量％から３０重量％である。水が潤滑剤中に存在する場合、耐食特性を有する少なくとも１つの極性化合物を潤滑剤に選択することが適当である。この発明は以下の実施例によってさらに説明される。例１二酸化炭素の量に基づいて２重量％の量の多数の異なった潤滑添加剤を用いてドリル試験が行なわれた。二酸化炭素は１時間当り１．５ｋｇの量で連続的にドリル領域に付与された。潤滑添加剤は室温において圧力５７バールで液体二酸化炭素の流れの中にポンプで入れられた。得られた混合物は次にドリルの作業領域から約１ｃm膨張させられた。ドリルの直径は６ｍｍであり、ドリルされた孔の最大の深さは６ｍｍであり、４６ｍ／ｍｉｎまたは４０ｍ／ｍｉｎのドリルの周速度において送り速度は０．１７ｍｍ／回転であった。性能は、ドリル故障が起こるまでに何個の孔をドリルすることができるかで評価された。以下の結果が得られた。この結果から、この発明による極性化合物を試験１−２０において用いることで、潤滑性およびドリル寿命が対照試験Ａ−Ｇと比較して向上することが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｍ 129:04 129:16 129:26 129:68 133:16）Ｃ１０Ｎ 20:00 30:12 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．二酸化炭素と、二酸化炭素中に溶解可能または分散可能である潤滑剤との混合物の存在の下で、金属、ガラスおよび他の固体材料を機械加工するための方法であって、前記潤滑剤が少なくとも１つの酸素原子を有する極性有機化合物を少なくとも１つ含有し、前記潤滑剤が２００℃よりも高い沸点を有することを特徴とする、方法。２．前記極性有機化合物がエーテル、ヒドロキシル、カルボキシル、エステルおよびアミド基またはそれらの組合せからなる群から選択される極性基を含有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。３．前記有機化合物が２５０℃よりも高い沸点を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。４．前記極性化合物が５℃よりも低い融点を有することを特徴とする、請求項１ −３のいずれか１項に記載の方法。５．前記極性化合物の融点が０℃よりも低いことを特徴とする、請求項４に記載の方法。６．前記極性化合物が、１３０−２８０の分子量を有するアルコール、１５０− ３２０の分子量を有するカルボン酸、１４０−１０００の分子量を有するポリオールまたはそのエーテルもしくはエステル、１５５−４００の分子量を有するカルボン酸とアルコールとの間のエステル、ならびにモノカルボン酸とモノアルカノールアミンとの間のアルカノールアミドまたはそのアルコキシラートで１８０ −１０００の分子を有するものからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１−５のいずれか１項に記載の方法。７．前記極性有機化合物または複数の前記極性有機化合物の混合物が、二酸化炭素の量の０．１−２０重量％好ましくは０．５−４重量％の量で添加されることを特徴とする、請求項１−６のいずれか１項に記載の方法。８．二酸化炭素と組合される潤滑剤としての請求項１−４のいずれかに記載の極性有機化合物の使用。９．前記極性有機化合物が二酸化炭素の量の０．１−２０重量％好ましくは０．５−４重量％の量で添加される、請求項８に記載の使用。