JP2002167594A

JP2002167594A - 電解イオン水を混合した水溶性クーラント液及び製造装置

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Publication number: JP2002167594A
Application number: JP2001331658A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takahashi; 政之高橋; Zenichi Nakagawa; 善一中川; Seiji Nishimura; 清司西村; Mutsumi Yotsutsuka; 睦四塚; Noriyasu Hirokawa; 載泰広川
Original assignee: Takahashi Metal Industries Co Ltd
Current assignee: Takahashi Metal Industries Co Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2002-06-11
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP3914964B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水溶性クーラント液に電解イオン水を混合さ
せ、水溶性クーラント液の腐敗防止、切削加工時の加工
性の向上、加工工具の長寿命化、及び研削加工時の砥石
の目詰まり防止効果もある水溶性クーラント液を得る。【解決手段】電解イオン水生成装置１によって得られ
る水のｐＨ値が８．０以上１３．０以下であり、及び／
または、酸化還元電位が−１００ｍＶから−１０００ｍ
Ｖである電解イオン水を、液面センサー７にて液面管理
されて混合タンク３内へ送水し、液面センサー７が適量
を感知したところで、電解イオン水の送水を止め、水溶
性クーラント原液を水溶性クーラント原液タンク５より
定量ポンプ４で送り込み、攪拌機６で攪拌しながら混合
した水溶性クーラント液を送りポンプ８で加工機に給油
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削加工や研削加
工等に使用する水溶性クーラント液の腐敗防止、加工性
向上、砥石の目詰まり防止のために、電解イオン水を使
用する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属部品やセラミックス部品に限らず、
一般に素材を除去加工（切削、研磨等）する装置では、
除去加工を行う工具と加工ワークの間に発生する莫大な
摩擦熱を冷却し、また、工具とワークの間の潤滑性を確
保して、工具寿命の延長や加工精度の向上するための冷
却液（クーラント液）が用いられる。

【０００３】クーラント液には水に溶解しない油を主成
分とした油性（不水溶性）と、油分が水に溶解あるいは
エマルジョン化するように界面活性剤等を配合した水溶
性がある。現在では、水溶性クーラントの方がワークや
装置を汚さない、オイルミストがない、発火・発煙がな
い等の利点が多いため、特殊な加工以外は水溶性クーラ
ント液を用いることが多くなっている。

【０００４】しかし、水溶性クーラント液は長期間使用
すると細菌が発生し、腐敗するという問題がある。水溶
性クーラント液が腐敗すると、悪臭の発生、油分の分
離、ｐＨの変化、粘度の低下、スラッジの発生等が生
じ、結果的に切削性能・研磨性能の低下や作業環境の悪
化につながる。

【０００５】特に、クーラント液が流動しない状態が継
続して、酸素が不足した状態になると、デサルフォヴィ
ブリオ・デサルフェリカンス（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒ
ｉｏｄｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｎｓ）等の嫌気性細菌が繁
殖しする。このような細菌は硫酸イオンを還元して硫化
水素を発生するため強烈な悪臭の原因になる。これらの
問題を解決するために、現状では各種の抗菌物質の添加
が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−１０９
８６５号では、水溶性切削油にヨード酢酸エステル類及
びアミノ配糖体類のある種の薬剤を添加することにより
水溶性切削油の腐敗を防止する方法が開示されている。
しかし、薬剤を投入する方法は、薬剤濃度が高い初期段
階では、腐敗の進行を遅らせることは可能であるが、経
時変化等により薬剤濃度が低下するため腐敗を効果的に
防止することは困難である。また、殺菌力の強い薬剤を
使用することは、作業者や廃水処理装置内の有用微生
物、更には周囲の環境や生態系へ悪影響を与える恐れが
ある。

【０００７】また、水溶性クーラント液を希釈するため
に使用する水としては、地下水、水道水、工業用水等が
用いられるため、混合時の希釈水には既に腐敗細菌が存
在しているという問題がある。

【０００８】さらに、切削性を向上させるため、クーラ
ント液内に乳化剤を添加し、水との乳化を促進する必要
があるが、水自体に乳化する働きがなく完全なエマルジ
ョン化が行われなかったり、使用中に分離してしまうた
め工具寿命が低下する問題があった。

【０００９】また、研削加工の場合、水溶性クーラント
液の中にある金属元素イオンが水と反応すると、水酸化
合物が生成されるが、このなかには、酸化されて不水溶
性のゲル状物質を生成して砥粒の間に付着し、砥石の目
詰まりの原因となることがある。

【００１０】また、使用後の水溶性クーラント液を特殊
な好気性細菌を用いて分解して廃棄処理する方法が開発
され、２次廃棄物の出ない安全な方法として注目されて
いる。しかし、加工に使用したクーラント液には加工機
の潤滑油や加工ワークに付着した不水溶性油分が混入
し、浮上油として表面に膜を作り、好気性細菌が必要と
する酸素を遮断してしまうため、これに分解用細菌を投
入しても十分に活動せず分解できないという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は目的を達成する
ために、電気分解によって得られる水のｐＨ値が８．０
以上１３．０以下であり、及び／または、酸化還元電位
が−１００ｍＶから−１０００ｍＶである電解イオン水
を用いて水溶性クーラント原液を希釈混合することを特
徴とした水溶性クーラント液とするものである。

【００１３】また、電気分解によって得られる水のｐＨ
値が８．０以上１３．０以下であり、及び／または、酸
化還元電位が−１００ｍＶから−１０００ｍＶであり、
溶存水素濃度が０．０１ｍｇ／ｄｍ^３以上、溶存酸素濃
度が０．５ｍｇ／ｄｍ^３以上７ｍｇ／ｄｍ^３以下である
電解イオン水を用いて水溶性クーラント原液を希釈混合
することを特徴とする水溶性クーラント液である。

【００１４】また、原水の硬度成分を除去する軟水機２
と、これから得られた軟水を使用して電解イオン水を生
成する電解イオン水生成機１と、水溶性クーラント原液
を入れる水溶性クーラント原液タンク５と、所定の希釈
倍率にあわせて水溶性クーラント原液を添加する定量ポ
ンプ４と、電解イオン水と水溶性クーラント原液を混
合、攪拌する混合器９を有し、請求項１又は請求項２記
載の水溶性クーラント液を生成することを特徴とする水
溶性クーラント液製造装置である。

【００１５】さらに、原水の硬度成分を除去する軟水機
２と、これから得られた軟水を使用して電解イオン水を
生成する電解イオン水生成機１と、水溶性クーラント原
液を入れる水溶性クーラント原液タンク５と、所定の希
釈倍率にあわせて水溶性クーラント原液を添加する定量
ポンプ４と、電解イオン水と水溶性クーラント原液を混
合、貯水する混合タンク３と、電解イオン水と水溶性ク
ーラント原液を攪拌する攪拌機６と、混合タンクの液量
によって電解イオン水生成機及び定量ポンプを制御する
ための液面センサー７と、混合タンクの水溶性クーラン
ト液を加工機に送る送りポンプ８を有し、請求項１又は
請求項２記載の水溶性クーラント液を生成することを特
徴とする水溶性クーラント液製造装置である。

【００１６】また、請求項３又は請求項４記載の水溶性
クーラント液製造装置において、水溶性クーラント液を
使用する加工機等のクーラント液タンクの液量がタンク
全体の１０〜５０％減少したらクーラント液補給信号を
発信する補給開始液量センサー１０と、加工機等のクー
ラント液タンクが満水になったときに発信する満水液量
センサー１１と、補給開始液量センサーの信号で水溶性
クーラント液の補給を開始し、満水液量センサーの信号
で補給を停止する制御回路１２を有し、ほぼ周期的に新
しい水溶性クーラント液を補給することを特徴とする水
溶性クーラント液製造装置である。

【００１７】加えて、請求項３又は請求項４記載の水溶
性クーラント液製造装置において、水溶性クーラント液
を使用している加工機等において、クーラント液を最初
に補給するときは請求項１記載の水溶性クーラント液を
給水し、その後、液量がタンク全体の１０〜５０％減少
したら電解イオン水補給信号を発信する補給開始液量セ
ンサー１０と、加工機等のクーラント液タンクが満水に
なったときに発信する満水液量センサー１１と、補給開
始液量センサーの信号で電解イオン水の補給を開始し、
満水液量センサーの信号で補給を停止する制御回路１２
を有し、ほぼ周期的に請求項１又は請求項２記載の電解
イオン水を補給することを特徴とする水溶性クーラント
液製造装置である。

【００１８】さらに、請求項３又は請求項４記載の水溶
性クーラント液製造装置において、水溶性クーラント液
を使用する加工機等のタンク容量の１０〜５０％の水溶
性クーラント液が１日から１５日の期間に補給又は交換
するための周期タイマー回路１４を有し、この周期タイ
マー回路の制御によって新しい水溶性クーラント液また
は請求項１又は請求項２記載の電解イオン水を補給する
ことを特徴とする水溶性クーラント液製造装置である。

【００１９】説明を補足すると、第１の発明において
は、クーラント液に、酸化還元電位−１００ｍＶから−
１０００ｍＶの還元力が強い電解イオン水を混合するこ
とで、多量の水酸化イオン（ＯＨ⁻）を発生し、マイナ
ス電荷が卓越してバクテリアと混在する構造タンパクを
包みこみ、静電気力によって同一符号電荷部分に相互の
反発力が生じ、構造タンパクがはがされ、内部の核物質
（ＤＮＡ）も流出し、バクテリアを消滅させて液の腐敗
を防止することを特徴する水溶性クーラント液である。
また、酸化還元電位が低い状態で、バクテリアの生存が
不可能であることは良く知られているが、このような低
い酸化還元電位の状態は、電機分解を行うことによって
実現でき、薬剤を使用する必要がないため、作業者や環
境への影響を大きく低減できる。

【００２０】また、電解イオン水はその生成過程で水中
の細菌を死滅させるため、滅菌された水でクーラント液
を希釈することができ、混合後初期の細菌の増加を抑制
できる。

【００２１】また、水を電気分解することにより、水に
電解現象が発生し、水素結合を破壊し、分子中の原子間
距離とＨ−Ｏ−Ｈの角度に何らかの変化を生じさせ、陰
イオン界面活性物質のような形をしたヒドロキシルイオ
ンを生じさせ、該イオンの界面活性作用のため乳化しや
すく、電解イオン水を使用することで、より乳化が進み
加工性を向上させ、工具寿命をのばすことを特徴とする
水溶性クーラント液である。

【００２２】また、研削加工の場合、クーラント液中に
発生する水酸化合物の酸化が、還元性の高い電解イオン
水を使用することで抑制され、そのため目詰まりの原因
となる不水溶性のゲル状物質の生成を抑制し、砥石の目
詰まりを防止することを特徴とする水溶性クーラント液
である。

【００２３】第２の発明においては、第１の発明に加え
て、溶存水素の存在によりクーラント液の還元性が強化
され、制菌効果が向上する。また、溶存水素は溶存酸素
濃度を低下させる効果がある。

【００２４】また、好気性細菌は通常、溶存酸素濃度が
１０〜１１ｍｇ／ｄｍ^３で最も速く増殖し、酸素濃度が
低下するにつれて増殖速度は低下する。また、逆に偏性
嫌気性細菌は溶存酸素濃度が０．１ｍｇ／ｄｍ^３以下に
なると活発に増殖をはじめることが知られている。第２
の発明においては溶存酸素濃度が０．５ｍｇ／ｄｍ^３以
上７ｍｇ／ｄｍ^３以下であるため、通常の水道水の溶存
酸素濃度（９〜１１ｍｇ／ｄｍ^３）より低く好気性細菌
の繁殖が抑制できる。また、０．５ｍｇ／ｄｍ^３以上で
あるため、偏性嫌気性細菌の増殖も抑制できる。

【００２５】第３、第４の発明においては、市販のクー
ラント原液を、自動で生成した電解イオン水で所定の濃
度に混合・希釈することができる。

【００２６】また、電解イオン水で希釈した水溶性クー
ラント液の酸化還元電位は、希釈直後は−１０００ｍＶ
〜−３００ｍＶを示すが、１日から２日経過すると−３
００から０ｍＶに上昇する。このままの状態で使用する
と、細菌が繁殖しやすい状態になっていくが、第５、第
６、第７の発明にあるように周期的に新しい電解イオン
水や電解イオン水で希釈した水溶性クーラント液を補充
すると、酸化還元電位は−５００〜−３００ｍＶに回復
し、これによってクーラント液に繁殖を始めた細菌が殺
菌される。このため、水溶性クーラント液を長期間使用
しても、細菌の増殖は抑制できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

【実施例１】発明の第１の実施形態について図１を参照
して説明する。ここで用いた電解イオン水は、原水に水
道水（滋賀県東浅井郡びわ町の水道水）を用い、これを
軟水機２（日本練水（株）製ＭＥ−５Ｓ型、使用イオン
交換樹脂：スチレン系強酸性イオン交換樹脂（ナトリウ
ム形））に通水してカルシウムイオン濃度、及びマグネ
シウムイオン濃度を０．００５ｍｍｏｌ／ｄｍ^３以下と
した。図示していないが、原水を真空脱気、あるいは、
アルゴン等の不活性気体や窒素でばっ気を行うことは、
溶存酸素濃度を０．５ｍｇ／ｄｍ^３以上７ｍｇ／ｄｍ^３
以下である電解イオン水を得るために有効である。

【００２８】この軟水を電解イオン水生成装置１で電気
分解しアルカリ水とした。電解支持物質として電解イオ
ン水生成装置の内部で、軟水に炭酸ナトリウムを添加し
て炭酸ナトリウム濃度を２．０ｍｍｏｌ／ｄｍ^３とし
た。電気分解には有隔膜電解槽を用いたが、無隔膜法で
も規定のアルカリ性水が得られれば使用可能である。電
気分解の条件は印加電圧ＤＣ６０Ｖ、電流密度１．０Ａ
／ｄｍ^２、生成量１Ｌ／分である。

【００２９】水溶性クーラント原液タンク５内のクーラ
ント液としては、ＪＩＳＫ２２４１で定められたＷ
１種の乳化型（ｅｍｕｌｓｉｏｎｔｙｐｅ）とＷ２種
の透明乳化型（ｓｏｌｕｂｌｅｔｙｐｅ）をそれぞれ
水溶性クーラント原液Ａ、Ｂとする。

【００３０】電解イオン水生成装置１から液面センサー
７にて液面管理されて混合タンク３内へ上記電解イオン
水を送水し、液面センサー７が適量を感知したところ
で、電解イオン水の送水を止め、上記クーラント液を水
溶性クーラント原液タンク５より定量ポンプ４で送り込
み、攪拌機６で攪拌しながら混合して製造する。このと
きの濃度は５％とした。

【００３１】上記製造装置にて、製造された水溶性切削
液を、切削液を必要とする旋盤加工機、マシニングセン
ター等の加工機へ送りポンプ８にて送り込む。

【００３２】

【実施例２】次に、発明の第２の実施形態ついて図２を
参照して説明する。この発明は、電解イオン水を生成す
るところまでは上記実施例１と同様であるが、水溶性ク
ーラント原液との混合を行う混合タンクの代わりに、混
合器９を用いる。水溶性クーラント原液タンク５より定
量ポンプ４で送り込まれたクーラント原液は混合器の中
で、電解イオン水と混合される。

【００３３】混合器は、電解イオン水が通水する内径１
０ｍｍのステンレス製主管に対して、内径４ｍｍのクー
ラント添加パイプを９０度の角度で挿入し、パイプの先
端が主管の中心になるように配置した。

【００３４】混合器で混合した水溶性クーラント液を加
工機に直接供給する。あるいは、クーラント液タンクに
貯水することもできる。この方法は、混合タンクや攪拌
機を使用しないため、装置が簡易で、小型化が可能であ
るという利点がある。

【００３５】

【実施例３】次に、発明の第３の実施形態ついて図３を
参照して説明する。これは、実施例２の装置を、加工機
のクーラント液量によって自動制御するものである。

【００３６】実施例２の装置に加えて、加工機のクーラ
ント液タンクの液不足を検知する補給開始液量センサー
１０と、満水を検知する満水液量センサー１１をそれぞ
れ加工機のクーラント液タンクに設ける。このセンサー
はフロート式、電気式、光式、超音波式等が使用可能で
ある。また、構造的には一体になっていても上限と下限
が検知できれば同じ機能が得られる。

【００３７】このセンサーからの信号は制御回路１２に
入力し、クーラント液量が不足すると、電解イオン水生
成装置と定量ポンプを稼動して、水溶性クーラント液を
補給する。満水を検知すると、装置を停止して補給を止
める。

【００３８】また、図示していない切換えスイッチ等で
電解イオン水だけの補給も選択できる。この場合は、定
量ポンプが駆動せず、電解イオン水だけを加工機のクー
ラント液タンクに補給する。

【００３９】

【実施例４】次に、発明の第４の実施形態ついて図４を
参照して説明する。この発明は実施例１の装置に実施例
３の液面制御方法を組合せたものである。図示していな
い切換えスイッチ等で、加工機に水溶性クーラント液を
補給することと、電解イオン水だけを補給することを選
択できる。水溶性クーラント液を補給する場合は、電解
イオン水補給弁１３を閉じ、送りポンプ８を稼動して、
混合タンク３の水溶性クーラント液を加工機に補給す
る。一方、電解イオン水だけを加工機に補給する場合
は、送りポンプを停止し、電解イオン水補給弁１３を開
けた状態で電解イオン水生成装置１を稼動する。

【００４０】また、混合タンク内の水溶性クーラント液
が減少した場合は、クーラント希釈用弁１４を開けて、
電解イオン水を混合タンクに貯水する。クーラント液の
製造方法は実施例１と同じである。

【００４１】

【実施例５】次に、発明の第５の実施形態ついて図５を
参照して説明する。これは、実施例３のシステムにおい
て、加工機のクーラント液タンクにクーラント液排水弁
１６を設けたものである。また、クーラント液補給を周
期的に行うための周期タイマー回路１５を制御回路１２
と組合せて使用している。

【００４２】この実施例でも実施例３と同様のクーラン
ト液の補給制御が可能である。さらに、それに加えて、
周期タイマー回路１４で任意に指定した時間間隔（１日
から１５日）で加工機のクーラント液タンクのクーラン
ト液を排水する。これは周期タイマー回路がクーラント
液排水弁１６を開けることで行う。排水する量はクーラ
ント液タンク全体の１０％から５０％である。これは、
バルブを開ける時間や、タンクに設けた液量センサーで
制御する。排水が完了すると、次に、実施例３と同様に
クーラント液あるいは電解イオン水を補給する。これ
は、図示していないスイッチ等で選択するのも同じであ
る。

【００４３】以上のような装置で生成した水溶性クーラ
ント液の菌の繁殖、臭い発生についての評価は、次の通
りである。

【実施例６】電解イオン水、及び水道水で希釈した各水
溶性クーラント原液Ａ，Ｂを３０ｍｌ、シャーレに移
し、各シャーレの蓋を取った状態で２４時間屋外に放置
した後、蓋をかぶせ、３７℃の恒温槽内で４日及び７日
保持した。また、比較のため水道水で希釈したクーラン
ト液でもテストを行った。

【００４４】そして、上記各液について、一般細菌数
（生菌数）を標準寒天平板培養法に基づき、嫌気性菌数
をＧＡＭ寒天平板嫌気培養法に基づき、それぞれ測定を
行ない、臭気については、容量２０Ｌのタンクに水溶性
切削液を入れて放置し、臭気を測定する際、液をバブリ
ングさせて発生するエアーの臭気を臭い計測器（（株）
クリエーションシステムズＣ−ＧＣ−３２９高感度
酸化錫系、熱線型焼結半導体センサー）を用いて数値化
した。結果を表１に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１に示すように、電解イオン水を水道水
と比較すると、滅菌率が９９％以上であり、日数が経過
したときの繁殖率も低いことがわかる。また、臭気につ
いては、７日後のクーラント原液Ａを比較した場合、水
道水の臭気１８７９に対して電解イオン水の臭気２１５
と１／８以下であるため臭気の発生を抑制する効果があ
ることがわかる。

【００４７】

【実施例７】加工性、工具寿命については、電解イオン
水、及び水道水で希釈した各水溶性クーラント原液Ａ，
Ｂを使用して、マシニングセンターでドリル穴あけ加工
を連続的に行い、ドリルの寿命によって判定した。ドリ
ルはφ６ｍｍを使用し、回転数は２８００ｒｐｍ、送り
は０．１ｍｍ／回で行った。鋼鈑の材質はＳ４００で、
厚さは３０ｍｍである。結果を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】表２に示すように、工具寿命の面からも、
クーラント液との乳化性がよい電解イオン水の方が、水
道水と比較しても２倍以上の穴加工が可能であることが
わかる。

【００５０】

【実施例８】研削性、砥石の目詰まりについては、電解
イオン水、及び水道水で希釈した各水溶性クーラント原
液Ａ，Ｂを使用して、横軸角テーブル平面研削盤でＡ４
６Ｋ砥粒を用いて、研磨加工を連続的に行い、砥石の目
詰まりによるドレッシング（目直し）回数によって判定
した。砥石車直径はφ２０５ｍｍを使用し、円周速度は
１５００ｍ／分、送りは０．１ｍｍ／回で２０ｍｍ研磨
を行った。鋼鈑の材質はＳ４００で、厚さは３０ｍｍで
ある。結果を表３に示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】表３に示すように、砥石の目詰まりの面か
らも、還元力の高い電解イオン水の方が、水道水と比較
してドレッシング無しで研削加工が可能であることがわ
かる。

【００５３】

【実施例９】生成する電解イオン水のｐＨ、酸化還元電
位、溶存水素濃度、溶存酸素濃度を変化させて、実施例
１、実施例２、実施例３と同じ方法でクーラント液の特
性評価を行った。これら電解イオン水の特性（水質）
は、電気分解を行うときの、電解電圧、電解電流、原水
流量、原水中の溶存酸素濃度制御（前記した、真空脱
気、あるいは不活性気体によるばっ気等）により制御可
能である。また、異なる特性（水質）の電解イオン水を
混合することでも調整できる。これらの電解イオン水を
用いて水溶性クーラント液を希釈・混合したときの評価
結果を表４、表５、表６に示す。但し、表４の細菌数、
臭気は７日後の結果で比較する。

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】

【表６】

【００５７】表４、表５、表６に示すように、クーラン
ト液の細菌数、臭気、切削性、研削性は実施例１、実施
例２、実施例３の水道水希釈クーラントと比較して改善
している。

【００５８】また、表４に示すように溶存水素濃度が
０．０１ｍｇ／ｄｍ^３以上の場合、あるいは、溶存酸素
濃度が０．５ｍｇ／ｄｍ^３以上７ｍｇ／ｄｍ^３以下の場
合で制菌効果が向上した。

【００５９】

【実施例１０】次に、実施例６で行った一般細菌数、嫌
気性細菌数、臭気の評価において、保持期間を１ヶ月と
し、１週間、または２週間毎に全体のクーラント液量の
１０％、３０％、５０％を電解イオン水で希釈したクー
ラント液で交換するのもと、水道水で希釈したクーラン
ト液で交換するものと、交換を行わないものの比較を行
った。クーラントの希釈濃度は５％、電解イオン水のｐ
Ｈは１０．５、酸化還元電位は−８１５ｍＶであった。
液の交換を行うため、液量を１００ｍＬに増やし、ビー
カーに保存して実施した。結果を表７に示す。

【００６０】

【表７】

【００６１】表７に示すように、電解イオン水で希釈し
たクーラント液で交換するほうが、水道水希釈よりも細
菌数、臭気ともに少ないことがわかる。また、交換量が
多い方が細菌数、臭気ともにすくなくることがわかる。

【００６２】

【実施例１１】基本的な方法は実施例１０と同様ある
が、ビーカーに蓋をせずに、室内で、室温状態のもの
と、３７℃に加熱した状態の２条件で１ヶ月間保持し
た。このため蒸発により室温のものは１週間で約１０％
の液補充を行い、３７℃のものは２５％の液補充を行っ
た。２週間間隔で補充したものは室温で２０％、３７℃
で５０％の補充量ある。補充液は電解イオン水と水道水
の２種類で比較した。電解イオン水のｐＨは１０．５、
酸化還元電位は−８１５ｍＶであった。結果を表８に示
す。

【００６３】

【表８】

【００６４】表８に示すように、電解イオン水を補充す
る方が、水道水を補充するよりも細菌数、臭気ともに少
ないことがわかる。また、補充量が多い方が細菌数、臭
気ともにすくなくることがわかる。

【００６５】

【実施例１２】実施例３で示したクーラント液製造装置
を加工機（三菱重工業株式会社製マシニングセンター
Ｍ−Ｖ６０Ｃ）に設置し、実使用状態で１ヶ月間のク
ーラント液の状態を観察した。使用した希釈水はｐＨ１
０．５、酸化還元電位−８１５ｍＶ、溶存水素濃度０．
９５ｍｇ／ｄｍ^３、溶存酸素濃度６．２ｍｇ／ｄｍ^３で
ある。

【００６６】結果は、水道水で希釈した場合に比較し
て、悪臭の発生がきわめて少なく、作業環境が改善し
た。また、水道水希釈のクーラント液ではクーラント液
の表面に多くの浮上油が浮いていたが、イオン水希釈の
場合はこれらの油分が、イオン水の乳化作用でクーラン
ト液中に溶解し、浮上油のないクーラント液となった。
このため、タンク内部が嫌気状態になることが防止でき
るため、嫌気性菌の発生を抑制できるという効果も確認
した。さらに、加工機に付着した加工油が電解イオン水
で溶解し、装置が美しくなるという効果も見られた。加
えて、加工機の作業テーブル等の鉄素材部品の錆が発生
しにくくなり、装置の精度低下防止やメンテナンス回数
の削減等に寄与するとうい効果もあった。

【００６７】また、油分分解細菌を用いてこのクーラン
ト液の廃液処理を行った。この菌は液中の溶存酸素で油
分を反応してエネルギーを得て、二酸化炭素と水に分解
するものである。

【００６８】水道水希釈のクーラント液の場合は、表面
の浮上油が５ｍｍ程度の層で覆っていて、酸素の供給を
遮断してしまうため細菌の活動が活発にならず、１週間
経過しても、廃液のＢＯＤ、ＣＯＤは２３％しか低下し
なかった。一方、電解イオン水希釈のクーラント液は浮
上油が部分的に浮いている程度であり、酸素供給には支
障がなかった。そのため、細菌投入１週間後の廃液はＢ
ＯＤ、ＣＯＤを９２％低下することができた。

【００６９】

【発明の効果】この発明の効果としては、請求項１記載
の水溶性クーラント液では、希釈液として、電解イオン
水を使用することで、細菌の繁殖に伴う異臭の発生を無
くすことができ、また、人体や環境に悪影響を与える防
腐剤の添加が不必要になるため、人と環境にやさしい職
場作りが可能となる。

【００７０】しかも、加工面においては、水溶性クーラ
ント液中の乳化剤が消滅しても、電解イオン水が持つ乳
化性が持続するために、加工性の低下がなく工具寿命も
延ばすことができ、より自動制御加工機に対応した水溶
性クーラント液となる。

【００７１】また、砥石と被加工物との間に発生する酸
化が、還元性の高い電解イオン水を使用することで抑制
され、目詰まりの原因となる水酸化物の酸化によるゲル
状物質の生成を抑制し、砥石の目詰まりを防止する。ま
た、陰イオン界面活性物質のような形をしたヒドロキシ
ルイオンを生じさせるため、表面張力が小さく、浸透性
に優れるため高い切り屑除去効果を得ることができる。

【００７２】さらに、使用後の水溶性クーラント液を特
殊な好気性細菌を用いて分解して廃棄処理する方法にお
いて、電解イオン水を希釈液とした水溶性クーラント液
をしようすると、クーラント表面に浮上油が少なくな
り、油分解細菌の活動を低下させないという利点があ
る。また、加工機に付着した加工油が電解イオン水で溶
解し、装置が美しくなるという効果や、加工機の作業テ
ーブル等の鉄素材部品の錆が発生しにくくなり、装置の
精度低下防止やメンテナンス回数の削減等に寄与すると
うい利点がある。

【００７３】請求項２記載の水溶性クーラント液では、
請求項１記載のの発明に加えて、溶存水素の存在により
クーラント液の還元性が強化され、制菌効果が向上す
る。また、溶存水素は溶存酸素濃度を低下させる効果が
ある。また、溶存酸素濃度が０．５ｍｇ／ｄｍ^３以上７
ｍｇ／ｄｍ^３以下であるため、好気性細菌の繁殖も偏性
嫌気性細菌の増殖も抑制できる。

【００７４】請求項３又は請求項４記載の水溶性クーラ
ント液製造装置では、市販のクーラント原液を、自動で
生成した電解イオン水で所定の濃度に混合・希釈するこ
とができる。

【００７５】加えて、請求項４記載の水溶性クーラント
液製造装置では、混合した水溶性クーラント液を攪拌し
た状態で貯水できるため、水溶性クーラント液の乳化、
溶解状態を均一に維持できる。

【００７６】請求項５、請求項６、請求項７記載の水溶
性クーラント液製造装置では、周期的に新しい電解イオ
ン水や電解イオン水で希釈した水溶性クーラント液を補
充することで、酸化還元電位が−５００〜−３００ｍＶ
に回復し、これによってクーラント液に繁殖を始めた細
菌が殺菌されるため、水溶性クーラント液を長期間使用
しても、細菌の増殖は抑制できる。

【００７７】さらに、請求項６記載の水溶性クーラント
液製造装置では、クーラント液の蒸発量が多く、使用し
ているクーラント液の希釈濃度が上昇する傾向になる加
工装置において、電解イオン水のみを補給することで水
溶性クーラント液の希釈濃度を適正に維持する事ができ
る。

【００７８】加えて請求項７記載の水溶性クーラント液
製造装置では、クーラント液の蒸発量や持ち出し量が少
なくて、自然補給では十分に液交換ができない場合で
も、強制的にクーラント液を交換するため、細菌の増殖
抑制効果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電解イオン水と水溶性クーラント液を混合し製
造する実施例１の工程の説明図である。

【図２】電解イオン水と水溶性クーラント液を混合し製
造する実施例２の工程の説明図である。

【図３】電解イオン水と水溶性クーラント液を混合し製
造する実施例３の工程の説明図である。

【図４】電解イオン水と水溶性クーラント液を混合し製
造する実施例４の工程の説明図である。

【図５】電解イオン水と水溶性クーラント液を混合し製
造する実施例５の工程の説明図である。

【符号の説明】

１電解イオン水生成装置２軟水機３混合タンク４定量ポンプ５水溶性クーラント原液タンク６攪拌機７液面センサー８送りポンプ９混合器１０補給開始液量センサー１１満水液量センサー１２制御回路１３電解イオン水補給弁１４クーラント希釈用弁１５周期タイマー回路１６クーラント液排水弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者四塚睦滋賀県東浅井郡びわ町細江30番地高橋金属株式会社内 (72)発明者広川載泰滋賀県東浅井郡びわ町細江30番地高橋金属株式会社内Ｆターム(参考） 4H104 AA01Z EA12Z EA21Z LA08 PA22 QA01 RA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気分解によって得られる水のｐＨ値が
８．０以上１３．０以下であり、及び／または、酸化還
元電位が−１００ｍＶから−１０００ｍＶである電解イ
オン水を用いて水溶性クーラント原液を希釈混合するこ
とを特徴とする水溶性クーラント液。
【請求項２】電気分解によって得られる水のｐＨ値が
８．０以上１３．０以下であり、及び／または、酸化還
元電位が−１００ｍＶから−１０００ｍＶであり、溶存
水素濃度が０．０１ｍｇ／ｄｍ^３以上、溶存酸素濃度が
０．５ｍｇ／ｄｍ^３以上７ｍｇ／ｄｍ^３以下である電解
イオン水を用いて水溶性クーラント原液を希釈混合する
ことを特徴とする水溶性クーラント液。
【請求項３】原水の硬度成分を除去する軟水機２と、
これから得られた軟水を使用して電解イオン水を生成す
る電解イオン水生成機１と、水溶性クーラント原液を入
れる水溶性クーラント原液タンク５と、所定の希釈倍率
にあわせて水溶性クーラント原液を添加する定量ポンプ
４と、電解イオン水と水溶性クーラント原液を混合、攪
拌する混合器９を有し、請求項１又は請求項２記載の水
溶性クーラント液を生成することを特徴とする水溶性ク
ーラント液製造装置。
【請求項４】原水の硬度成分を除去する軟水機２と、
これから得られた軟水を使用して電解イオン水を生成す
る電解イオン水生成機１と、水溶性クーラント原液を入
れる水溶性クーラント原液タンク５と、所定の希釈倍率
にあわせて水溶性クーラント原液を添加する定量ポンプ
４と、電解イオン水と水溶性クーラント原液を混合、貯
水する混合タンク３と、電解イオン水と水溶性クーラン
ト原液を攪拌する攪拌機６と、混合タンクの液量によっ
て電解イオン水生成機及び定量ポンプを制御するための
液面センサー７と、混合タンクの水溶性クーラント液を
加工機に送る送りポンプ８を有し、請求項１又は請求項
２記載の水溶性クーラント液を生成することを特徴とす
る水溶性クーラント液製造装置。
【請求項５】請求項３又は請求項４記載の水溶性クー
ラント液製造装置において、水溶性クーラント液を使用
する加工機等のクーラント液タンクの液量がタンク全体
の１０〜５０％減少したらクーラント液補給信号を発信
する補給開始液量センサー１０と、加工機等のクーラン
ト液タンクが満水になったときに発信する満水液量セン
サー１１と、補給開始液量センサーの信号で水溶性クー
ラント液の補給を開始し、満水液量センサーの信号で補
給を停止する制御回路１２を有し、ほぼ周期的に新しい
水溶性クーラント液を補給することを特徴とする水溶性
クーラント液製造装置。
【請求項６】請求項３又は請求項４記載の水溶性クー
ラント液製造装置において、水溶性クーラント液を使用
している加工機等において、クーラント液を最初に補給
するときは請求項１記載の水溶性クーラント液を給水
し、その後、液量がタンク全体の１０〜５０％減少した
ら電解イオン水補給信号を発信する補給開始液量センサ
ー１０と、加工機等のクーラント液タンクが満水になっ
たときに発信する満水液量センサー１１と、補給開始液
量センサーの信号で電解イオン水の補給を開始し、満水
液量センサーの信号で補給を停止する制御回路１２を有
し、ほぼ周期的に請求項１又は請求項２記載の電解イオ
ン水を補給することを特徴とする水溶性クーラント液製
造装置。
【請求項７】請求項３又は請求項４記載の水溶性クー
ラント液製造装置において、水溶性クーラント液を使用
する加工機等のタンク容量の１０〜５０％の水溶性クー
ラント液が１日から１５日の期間に補給又は交換するた
めの周期タイマー回路１４を有し、この周期タイマー回
路の制御によって新しい水溶性クーラント液または請求
項１又は請求項２記載の電解イオン水を補給することを
特徴とする水溶性クーラント液製造装置。