JP2010254813A - Metal forming oil, metal forming method and metal formed product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削加工、研削加工、転造加工、プレス加工、塑性加工等の金属加工に広く適用できる金属加工用油剤に関する。さらに詳細には、水で希釈して使用する水溶性金属加工用油剤に関し、特に切削性に優れた水溶性金属加工用油剤、その金属加工用油剤を用いた金属加工方法及びその金属加工方法により製造される金属加工品に関するものである。 The present invention relates to a metal working fluid that can be widely applied to metal working such as cutting, grinding, rolling, press working, and plastic working. More specifically, the present invention relates to a water-soluble metal processing oil used by diluting with water, in particular, a water-soluble metal processing oil excellent in machinability, a metal processing method using the metal processing oil, and the metal processing method. The present invention relates to a metal processed product to be manufactured.
一般に切削・研削加工においては切削・研削油剤が使用されている。切削・研削油剤の最も重要な機能としては潤滑作用が挙げられ、この作用により加工に用いられる工具の寿命延長、被加工物の仕上げ面精度の向上、生産能率の向上等、生産性を向上する事ができる。また、それらの要求性能に関し加工方法からのアプローチもなされ、クーラントの給油方式として内部給油で行われるケースも目立ってきた。内部給油方式では必然的にクーラントを高圧条件下で使用することとなり、それに伴い泡立ちが問題視され消泡性の優れた油剤も求められている。 Generally, cutting and grinding fluids are used in cutting and grinding. The most important function of cutting and grinding fluids is lubrication, which improves productivity, such as extending the life of tools used for machining, improving the accuracy of finished surfaces of workpieces, and improving production efficiency. I can do things. Moreover, the approach from the processing method was also made | formed regarding those required performances, and the case where it is carried out by internal lubrication as a coolant lubrication system has become conspicuous. In the internal oil supply system, the coolant is inevitably used under high pressure conditions, and as a result, foaming is regarded as a problem and an oil agent having excellent defoaming properties is also demanded.
潤滑作用及び冷却作用を向上する対策としては、例えば、特定のパームオレイン油を用いた熱間圧延油及び熱間圧延方法（特許文献１）、パーム油及びその改質油脂（パーム分別油）などの動植物油からなる基油と炭化水素系合成油とを必須成分として含有する、圧延加工または切削加工に用いられる加水分解安定性に優れる潤滑油組成物（特許文献２）などが知られている。
しかしながら、これらの水溶性金属加工用油剤では、十分な潤滑作用及び冷却作用が得られていないのが現状である。
As measures for improving the lubrication action and the cooling action, for example, a hot rolling oil and a hot rolling method (Patent Document 1) using a specific palm olein oil, palm oil and its modified oil (palm fractionation oil), etc. A lubricating oil composition (Patent Document 2) having excellent hydrolytic stability used for rolling or cutting, which contains, as essential components, a base oil composed of the following animal and vegetable oils and a hydrocarbon-based synthetic oil, is known. .
However, at present, these water-soluble metal processing oils do not provide sufficient lubricating action and cooling action.
本発明の目的は、切削加工、研削加工、転造加工、プレス加工、塑性加工等の金属加工に広く適用できる金属加工用油剤を提供することである。
本発明の他の目的は、切削性に優れた水溶性金属加工用油剤を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、消泡性能に優れた水溶性金属加工用油剤を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、上記金属加工用油剤を用いた金属加工方法及びその金属加工方法により製造される金属加工品を提供することである。
An object of the present invention is to provide a metal working fluid that can be widely applied to metal working such as cutting, grinding, rolling, press working, and plastic working.
Another object of the present invention is to provide a water-soluble metal working fluid excellent in machinability.
Still another object of the present invention is to provide a water-soluble metal processing oil having excellent defoaming performance.
Still another object of the present invention is to provide a metal processing method using the metal processing oil and a metal processed product manufactured by the metal processing method.
本発明者は、鋭意検討の結果、特定の油脂及び特定の界面活性剤を使用することにより、従来の金属加工用油剤と比較してはるかに優れた切削性、あるいはさらに優れた消泡性が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。本発明は以下の水溶性金属加工用油剤、その金属加工用油剤を用いた金属加工方法及びその金属加工方法により製造される金属加工品を提供するものである。
１．基油及び界面活性剤を含み、基油がパームオレイン油を含有する金属加工用油剤において、
パームオレイン油の沃素価が５６〜７２及び上昇融点が２４℃以下であること、
界面活性剤が、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤及びノニオン界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
アニオン界面活性剤が、脂肪族カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、及び燐酸エステル塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
両性界面活性剤が、アルキルベタイン、アルキルアミドベタイン、及びスルホベタインからなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
ノニオン界面活性剤が、ＨＬＢ値６〜１８のポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び炭素数６〜２４の脂肪酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種であること、を特徴とする金属加工用油剤。
２．界面活性剤が脂肪族カルボン酸アミン塩である上記１記載の金属加工用油剤。
３．脂肪族カルボン酸アミン塩の脂肪族カルボン酸が炭素数８〜１８の分岐脂肪酸から選ばれる少なくとも１種である上記２記載の金属加工用油剤。
４．脂肪族カルボン酸アミン塩のアミンが炭素数３〜１２の分岐アルカノールアミンから選ばれる少なくとも１種である上記２又は３記載の金属加工用油剤。
５．油剤中、パームオレイン油を１〜９５質量％含有する上記１〜４のいずれか１項記載の金属加工用油剤。
６．油剤中、界面活性剤を０．０５〜８０質量％含有する上記１〜５のいずれか１項記載の金属加工用油剤。
７．切削又は研削油剤である上記１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤。
８．上記１〜７のいずれか１項記載の金属加工用油剤を用いて金属加工を行う金属加工方法。
９．切削又は研削加工である上記８記載の金属加工方法。
１０．上記８又は９記載の金属加工方法により製造される金属加工品。
As a result of intensive studies, the inventor of the present invention uses a specific oil and fat and a specific surfactant, so that it has far superior cutting performance or even better defoaming performance than conventional metal working oils. As a result, the present invention has been completed. The present invention provides the following water-soluble metal processing oil, a metal processing method using the metal processing oil, and a metal processed product produced by the metal processing method.
1. In a metal processing oil containing a base oil and a surfactant, the base oil containing palm olein oil,
The iodine value of palm olein oil is 56 to 72 and the rising melting point is 24 ° C. or lower,
The surfactant is at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, an amphoteric surfactant and a nonionic surfactant;
The anionic surfactant is at least one selected from the group consisting of an aliphatic carboxylate, a sulfonate, a sulfate ester salt, and a phosphate ester salt;
The amphoteric surfactant is at least one selected from the group consisting of alkylbetaines, alkylamidobetaines, and sulfobetaines;
An oil for metal processing, wherein the nonionic surfactant is at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene alkyl ethers having an HLB value of 6 to 18 and fatty acid esters having 6 to 24 carbon atoms.
2. 2. The metal processing oil according to 1 above, wherein the surfactant is an aliphatic carboxylic acid amine salt.
3. 3. The metal processing oil according to 2 above, wherein the aliphatic carboxylic acid of the aliphatic carboxylic acid amine salt is at least one selected from branched fatty acids having 8 to 18 carbon atoms.
4). 4. The metal processing oil according to 2 or 3, wherein the amine of the aliphatic carboxylic acid amine salt is at least one selected from branched alkanolamines having 3 to 12 carbon atoms.
5). 5. The metal processing oil according to any one of 1 to 4 above, which contains 1 to 95% by mass of palm olein oil in the oil.
6). 6. The metal processing oil according to any one of 1 to 5 above, which contains 0.05 to 80% by mass of a surfactant in the oil.
7). 7. The metal working fluid according to any one of 1 to 6 above, which is a cutting or grinding fluid.
8). 8. A metal processing method for performing metal processing using the metal processing oil according to any one of 1 to 7 above.
9. 9. The metal processing method according to 8 above, which is cutting or grinding.
10. A metal workpiece manufactured by the metal processing method according to 8 or 9 above.
本発明の金属加工用油剤は、パームオレイン油及び特定の界面活性剤を併用することにより、従来の金属加工用油剤と比較し、著しく金属加工性、特に切削性を向上させることができる。従って、工具寿命の延長によるコスト低減がはかれる。また、工具交換工程数を低減することができ、生産性を向上させることができる。本発明の金属加工用油剤は、切削性の向上により金属材料の切削加工、研削加工、転造加工、プレス加工、塑性加工等に幅広く使用することができる。
特に、界面活性剤として分岐脂肪酸と分岐アミンからなるアニオン界面活性剤を使用することにより、従来の金属加工用油剤と比較し、切削性のみならず、消泡性も向上させることができ、泡立ちによる油剤の漏えいを防ぐことができる。従って、作業者の安全性も向上し、作業環境の改善もできる。
The metal working fluid of the present invention can significantly improve metal workability, particularly machinability, by using palm olein oil and a specific surfactant in combination as compared with conventional metal working fluids. Therefore, the cost can be reduced by extending the tool life. Moreover, the number of tool change processes can be reduced, and productivity can be improved. The metal working fluid of the present invention can be widely used for cutting, grinding, rolling, pressing, plastic working and the like of metal materials due to improved machinability.
In particular, by using an anionic surfactant composed of a branched fatty acid and a branched amine as a surfactant, not only cutting properties but also antifoaming properties can be improved compared to conventional metal processing oils, Can prevent oil leakage. Therefore, the safety of the worker is improved and the working environment can be improved.
本発明の金属加工用油剤に使用する基油は、パームオレイン油を含有する。パームオレイン油（パームオレインとも呼ぶ、palm olein oil）は、一般的にアブラヤシの果肉（油脂含量１６〜２０％）から圧搾によって得られる油脂を分別し、必要な性状をもつ油脂分に分けたパーム分別油の中の一つであり、潤滑作用に有効である。
パーム分別油には、高融点画分のパームステアリンとパームオレインがあり、パームオレインはさらに中融点画分と曇り点の低い低融点画分に分別することが行われている。パームオレイン油は低融点画分の油であり、ＪＡＳ規格で酸価０．２０以下、水分夾雑物０．１％以下、ヨウ素価５６〜７２、上昇融点２４℃以下等となっている。
本発明の油剤に使用するパームオレイン油は、ヨウ素価が５６〜７２及び上昇融点が２４℃以下のものである。好ましくはヨウ素価が６０〜７２及び上昇融点が２０℃以下、さらに好ましくはヨウ素価が６５〜７０及び上昇融点が１３℃以下のものである。
本発明の油剤に使用する基油は、必要に応じて、他の基油を含有してもよい。このような基油としては、たとえば鉱油、ポリオールエステル、油脂、ポリグリコール、ポリαオレフィン、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、アルキルベンゼン、ポリエーテルなどがあげられる。これらは、単品に限らず、複数種のブレンド油としても良い。好ましくは、鉱油、ポリグリコール、アルキルベンゼンが良い。
基油中のパームオレイン油の比率は少なくとも５質量％、好ましくは少なくとも１０質量％、最も好ましくは１００質量％である。
The base oil used for the metal processing oil of the present invention contains palm olein oil. Palm olein oil (also called palm olein oil) is a palm oil that is generally separated from oil palm oil (oil content 16-20%) by pressing and divided into oil and fat components with the necessary properties. It is one of the fractionated oils and is effective for lubrication.
Palm fractionation oil includes palm stearin and palm olein, which have a high melting point fraction, and palm olein is further fractionated into a middle melting point fraction and a low melting point fraction with a low cloud point. Palm olein oil is an oil having a low melting point fraction, and has an acid value of 0.20 or less, a moisture content of 0.1% or less, an iodine value of 56 to 72, an rising melting point of 24 ° C. or less, and the like according to JAS standards.
The palm olein oil used in the oil agent of the present invention has an iodine value of 56 to 72 and a rising melting point of 24 ° C. or lower. Preferably, the iodine value is 60 to 72 and the rising melting point is 20 ° C. or lower, more preferably the iodine value is 65 to 70 and the rising melting point is 13 ° C. or lower.
The base oil used in the oil agent of the present invention may contain other base oils as necessary. Examples of such base oil include mineral oil, polyol ester, fats and oils, polyglycol, polyalphaolefin, normal paraffin, isoparaffin, alkylbenzene, polyether and the like. These are not limited to single items, and may be a plurality of types of blended oils. Mineral oil, polyglycol, and alkylbenzene are preferable.
The proportion of palm olein oil in the base oil is at least 5% by weight, preferably at least 10% by weight, most preferably 100% by weight.
本発明の金属加工用油剤（水で希釈する前の「原液」、以下特に明記しない限り同様）中のパームオレイン油の比率は油剤全体に対して、好ましくは１〜９５質量％、さらに好ましくは３〜９５質量％、最も好ましくは５〜９５質量％である。１質量％未満では、含有量が少ないため切削性能への効果が弱い。 The ratio of palm olein oil in the metal processing oil of the present invention ("stock solution" before diluting with water, hereinafter the same unless otherwise specified) is preferably 1 to 95% by weight, more preferably based on the whole oil. It is 3-95 mass%, Most preferably, it is 5-95 mass%. If it is less than 1% by mass, the effect on cutting performance is weak because the content is small.
本発明の金属加工用油剤には、特定の界面活性剤を含有させることが必要である。
すなわち、界面活性剤は、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤及びノニオン界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも１種である。
アニオン界面活性剤は、脂肪族カルボン酸塩（好ましくは炭素数６〜２４の脂肪族カルボン酸塩）、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、及び燐酸エステル塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、両性界面活性剤は、アルキルベタイン、アルキルアミドベタイン、及びスルホベタインからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ノニオン界面活性剤は、ＨＬＢ値６〜１８のポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び炭素数６〜２４の脂肪酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種である。
これらは、本発明の金属加工用油剤を水に希釈するための乳化剤として機能する。また、パームオレイン油が水に溶解しにくい為、希釈使用時のパームオレイン油の分散安定性を保持するための分散安定剤として機能する。
The metal processing oil of the present invention needs to contain a specific surfactant.
That is, the surfactant is at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, an amphoteric surfactant and a nonionic surfactant.
The anionic surfactant is at least one selected from the group consisting of an aliphatic carboxylate (preferably an aliphatic carboxylate having 6 to 24 carbon atoms), a sulfonate, a sulfate ester salt, and a phosphate ester salt. The amphoteric surfactant is at least one selected from the group consisting of alkylbetaines, alkylamidobetaines, and sulfobetaines, and the nonionic surfactant is a polyoxyethylene alkyl ether having an HLB value of 6 to 18, and a carbon number. It is at least one selected from the group consisting of 6 to 24 fatty acid esters.
These function as an emulsifier for diluting the metal processing oil of the present invention into water. Moreover, since palm olein oil is hard to melt | dissolve in water, it functions as a dispersion stabilizer for maintaining the dispersion stability of palm olein oil at the time of dilution use.
アニオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪酸誘導体（脂肪酸石けん、ナフテン酸石けん、脂肪酸アミン塩、脂肪酸アミド等）、カルボン酸金属塩、カルボン酸アミン塩、硫酸エステル系化合物（アルコール硫酸エステル塩、オレフィン硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸多価アルコール硫酸エステル塩等）、スルホン酸系化合物（アルカンスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、リン酸エステル系化合物（アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルリン酸エステル塩等）が挙げられる。
特にカルボン酸アミン塩が好ましく、カルボン酸が炭素数６〜２２のモノカルボン酸及びジカルボン酸の群から選ばれる少なくとも１種類と炭素数２〜１２のアルカノールアミン類及び炭素数５〜１８の脂環式アミン類の群から選ばれる少なくとも１種類からなるカルボン酸アミン塩が好ましい。
脂肪族カルボン酸塩の脂肪族カルボン酸としては、ラウリン酸、オレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ネオデカン酸、ヒマシ油脂肪酸、ドデカン二酸などのモノ・ジカルボン酸、ヤシ油脂肪酸などの炭素数６〜２４の脂肪族カルボン酸が挙げられる。また、脂肪族カルボン酸重縮合物としては酸価３０〜１００のリシノレイン酸重縮合物が好ましい。脂肪族カルボン酸塩としては、ナトリウム、カリウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、アンモニアとの塩などが挙げられる。
Examples of the anionic surfactant include fatty acid derivatives (fatty acid soap, naphthenic acid soap, fatty acid amine salt, fatty acid amide, etc.), carboxylic acid metal salts, carboxylic acid amine salts, sulfate ester compounds (alcohol sulfate esters, olefins). Sulfate ester, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, fatty acid polyhydric alcohol sulfate, etc.), sulfonic acid compounds (alkane sulfonate, petroleum sulfonate, α-olefin sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate) And phosphoric acid ester compounds (alkyl phosphoric acid ester salts, polyoxyethylene alkylphenol ether phosphoric acid ester salts, etc.).
In particular, carboxylic acid amine salts are preferred, and the carboxylic acid is at least one selected from the group of mono- and dicarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms, alkanolamines having 2 to 12 carbon atoms, and alicyclic rings having 5 to 18 carbon atoms. Carboxylic acid amine salts consisting of at least one selected from the group of formula amines are preferred.
Examples of the aliphatic carboxylic acid of the aliphatic carboxylate include lauric acid, oleic acid, stearic acid, isostearic acid, neodecanoic acid, castor oil fatty acid, mono-dicarboxylic acid such as dodecanedioic acid, and carbon number 6 such as coconut oil fatty acid. -24 aliphatic carboxylic acids. The aliphatic carboxylic acid polycondensate is preferably a ricinoleic acid polycondensate having an acid value of 30 to 100. Examples of the aliphatic carboxylate include sodium, potassium, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, and a salt with ammonia.
スルホン酸塩としては、アルカンスルホン酸、石油スルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタリンスルホン酸などの塩が挙げられる。具体的にはドデシルベンゼンスルホン酸、スルホコハク酸ラウリル、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸（アルキルの炭素数は１２〜１４）、スルホコハク酸ジオクチルなどのスルホン酸とナトリウム、カリウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、アンモニアとの塩などが挙げられる。 Examples of the sulfonate include alkane sulfonic acid, petroleum sulfonic acid, α-olefin sulfonic acid, alkylbenzene sulfonic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid and the like. Specifically, sulfonic acids such as dodecylbenzenesulfonic acid, lauryl sulfosuccinate, polyoxyethylene alkylsulfosuccinic acid (alkyl having 12 to 14 carbon atoms), dioctyl sulfosuccinate, sodium, potassium, triethanolamine, diethanolamine, monoethanol Examples thereof include amines, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, and salts with ammonia.
硫酸エステル塩としては、アルコ−ル硫酸エステル、オレフィン硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、脂肪酸多価アルコ−ル硫酸エステルなどの塩が挙げられる。具体的にはラウリル硫酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸（アルキルの炭素数１２又は１３、３モルＥＯ付加物）などの硫酸エステルと、ナトリウム、カリウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、アンモニアとの塩などが挙げられる。 Examples of the sulfate ester salt include alcohol sulfate ester, olefin sulfate ester, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester, fatty acid polyvalent alcohol sulfate ester and the like. Specifically, sulfuric acid esters such as lauryl sulfuric acid, polyoxyethylene lauryl ether sulfuric acid, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid (alkyl 12 or 13, 3 mol EO adduct), sodium, potassium, triethanolamine, diethanolamine , Monoethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, salts with ammonia, and the like.
燐酸エステル塩としては、アルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル燐酸エステルなどの塩が挙げられる。具体的にはラウリル燐酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル燐酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸（アルキルの炭素数１２〜１５）と、ナトリウム、カリウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、アンモニアとの塩などが挙げられる。 Examples of the phosphoric acid ester salt include salts of alkyl phosphoric acid ester, polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid ester, polyoxyethylene alkylphenol ether phosphoric acid ester and the like. Specifically, lauryl phosphate, polyoxyethylene lauryl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate (alkyl having 12 to 15 carbon atoms), sodium, potassium, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, monoisopropanolamine, dioxyethylene Examples include isopropanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, and salts with ammonia.
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル型、ポリオキシエチレンヒマシ油型、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル型、ポリオキシエチレンロジンエステル型、ポリオキシエチレンラノリンエーテル型、ポリオキシエチレン多価アルコールエーテル型、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステル型、多価アルコール脂肪酸エステル型、酸化エチレン酸化プロピレンブロック重合型、酸化エチレン酸化プロピレンランダム重合型、酸化プロピレン重合型、多価アルコールアルキレンオキサイド重合型などが挙げられる。
さらに具体的には、ＨＬＢ値６〜１８のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステルが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びポリオキシエチレンアルキルエステルのアルキルの炭素数は好ましくは６〜２４である。具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（炭素数１２〜１４、７モルＥＯ付加、ＨＬＢ１２．８）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（炭素数Ｃ１２〜１４、１２モルＥＯ付加、ＨＬＢ１３．２）が挙げられる。さらに、ポリオキシエチレンオレイルエーテル及びソルビタン脂肪酸エステルとして、モノラウリン酸ソルビタン（ＨＬＢ８．６）、モノパルミチン酸ソルビタン（ＨＬＢ６．７）、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン（２０モルＥＯ付加、ＨＬＢ１４．９）、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（２０モルＥＯ付加、ＨＬＢ１５．０）などが挙げられる。
Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ether type, polyoxyethylene alkyl amine ether type, polyoxyethylene alkyl phenyl ether type, polyoxyethylene fatty acid ester type, polyoxyethylene castor oil type, polyoxyethylene Fatty acid diester type, polyoxyethylene rosin ester type, polyoxyethylene lanolin ether type, polyoxyethylene polyhydric alcohol ether type, polyoxyethylene polyhydric alcohol fatty acid ester type, polyhydric alcohol fatty acid ester type, ethylene oxide propylene oxide block polymerization Type, ethylene oxide propylene oxide random polymerization type, propylene oxide polymerization type, polyhydric alcohol alkylene oxide polymerization type, and the like.
More specifically, examples include polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkyl esters having an HLB value of 6 to 18. Carbon number of alkyl of polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkyl ester is preferably 6-24. Specific examples include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene alkyl ether (carbon number 12-14, 7 mol EO addition, HLB 12.8), polyoxyethylene alkyl ether (carbon number C12- 14, 12 mol EO addition, HLB13.2). Furthermore, as polyoxyethylene oleyl ether and sorbitan fatty acid ester, sorbitan monolaurate (HLB8.6), sorbitan monopalmitate (HLB6.7), polyoxyethylene sorbitan monostearate (20 mol EO addition, HLB14.9), Examples thereof include polyoxyethylene sorbitan monooleate (20 mol EO addition, HLB 15.0).
両性界面活性剤としては、アルキルベタイン型、アルキルアミドベタイン型、アミノ酸系両性界面活性剤型、スルホベタイン型、アミンオキサイド型などが挙げられる。具体的には、ヤシ油アルキルベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、ラウリルジメチルアミンオキシドなどが挙げられる。 Examples of the amphoteric surfactant include alkylbetaine type, alkylamide betaine type, amino acid amphoteric surfactant type, sulfobetaine type, and amine oxide type. Specific examples include coconut oil alkylbetaine, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, coconut oil fatty acid amidopropylbetaine, laurylhydroxysulfobetaine, lauryldimethylamine oxide, and the like.
これらの界面活性剤の中でもオレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ネオデカン酸、ヒマシ油脂肪酸、ドデカン二酸、リシノレイン酸重縮合物、ラウリル燐酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル燐酸（３モルＥＯ付加）と、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンとのモノカルボン酸アミン塩及び／又はジカルボン酸アミン塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルアミンエーテル、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインが好適である。さらに好ましくは、オレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ネオデカン酸、ヒマシ油脂肪酸、ドデカン二酸などのモノ・ジカルボン酸とモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどのアミンとのモノカルボン酸アミン塩及び／又はジカルボン酸アミン塩であり、オレイン酸、イソステアリン酸、リシノレイン酸重縮合物、ラウリル燐酸と、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジシクロヘキシルアミンとの塩が特に好適である。 Among these surfactants, oleic acid, stearic acid, isostearic acid, neodecanoic acid, castor oil fatty acid, dodecanedioic acid, ricinoleic acid polycondensate, lauryl phosphoric acid, polyoxyethylene lauryl ether phosphoric acid (3 mol EO addition), Monoethanolamine, diethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, cyclohexylamine, monocarboxylic acid amine salt and / or dicarboxylic acid amine salt with dicyclohexylamine, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl Amine ether, lauryl betaine, lauryl dimethylaminoacetic acid betaine are preferred. More preferably, mono-dicarboxylic acid such as oleic acid, stearic acid, isostearic acid, neodecanoic acid, castor oil fatty acid, dodecanedioic acid and monoethanolamine, diethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, etc. A monocarboxylic acid amine salt and / or a dicarboxylic acid amine salt of an amine of which oleic acid, isostearic acid, ricinoleic acid polycondensate, lauryl phosphoric acid, and a salt of monoisopropanolamine, diisopropanolamine, dicyclohexylamine are particularly preferred Is preferred.
本発明の金属加工用油剤中の界面活性剤の比率は、油剤全体に対して、好ましくは０．０５〜８０質量％、さらに好ましくは０．１〜６０質量％、最も好ましくは０．２〜５０質量％である。
本発明の金属加工用油剤中の水の比率は、油剤全体に対して、好ましくは０．１〜５０質量％、さらに好ましくは１.０〜３０質量％である。
原液のｐＨは好ましくはｐＨ７．０〜１１、さらに好ましくはｐＨ８．０〜１１である。
本発明の金属加工用油剤には、消泡剤、及びその他の添加剤（例えば、極圧添加剤、防食剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、清浄分散剤、着色剤、香料等）を適宜配合することができる。
The ratio of the surfactant in the metal processing oil of the present invention is preferably 0.05 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 60% by mass, and most preferably 0.2 to 50% by mass.
The ratio of water in the metal processing oil of the present invention is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 1.0 to 30% by mass, based on the entire oil.
The pH of the stock solution is preferably pH 7.0-11, more preferably pH 8.0-11.
Anti-foaming agents and other additives (for example, extreme pressure additives, anticorrosives, viscosity index improvers, antioxidants, detergent dispersants, colorants, fragrances, etc.) are added to the metal processing oil of the present invention. It can mix | blend suitably.
本発明の金属加工用油剤は、エマルションタイプ、ソリュブルタイプ、ソリューションタイプいずれのタイプのものであってよい。
本発明の金属加工用油剤、例えば、切削・研削油剤を用いて、実際に金属を加工する際の使用方法は、原液のままで使用しても良いし、原液を水で好ましくは０．１〜６０質量％、さらに好ましくは０．１〜３０質量％、最も好ましくは１．０〜２０質量％に希釈して使用しても良い。
希釈液は、定法により、工具及び／又は被加工材表面に適量を連続的又は不連続的に適用すればよい。
The metal processing oil of the present invention may be any of an emulsion type, a soluble type, and a solution type.
The metal working fluid of the present invention, for example, a cutting / grinding fluid, may be used as it is when the metal is actually processed. The stock solution may be used as it is, or the stock solution is preferably 0.1 with water. It may be diluted to ˜60 mass%, more preferably 0.1 to 30 mass%, most preferably 1.0 to 20 mass%.
What is necessary is just to apply a suitable quantity of dilution liquid to a tool and / or a workpiece surface continuously or discontinuously by a usual method.
実施例Ａ
表１〜５に示す各金属加工用油剤について切削性を以下の試験方法により評価した。表中の成分欄の数値は原液中の各成分の質量％を示す。
使用したパームオレイン油はパームオレイン１００％、沃素価６６．０〜７０．０、上昇融点１３．０℃以下のものである。
Example A
The machinability of each metal working fluid shown in Tables 1 to 5 was evaluated by the following test method. The numerical values in the component column in the table indicate mass% of each component in the stock solution.
The used palm olein oil has 100% palm olein, an iodine value of 66.0 to 70.0, and an ascending melting point of 13.0 ° C or lower.
切削性試験
下記被削材・条件にてφ６のタップ加工を行い、加工時に受ける切削抵抗を測定する。
工具： ＯＳＧ製 Ｂ−ＮＲＴ Ｂ ＲＨ７ Ｍ６×１．０
被削材： ＡＣ８Ｂ−Ｔ６
切削速度：１０ ｍ／ｍｉｎ
送り： １．０ ｍｍ／ｒｅｖ
下穴： ５．４８ ｍｍリーマ仕上げ，止まり穴
切削長： ２０ ｍｍ
加工数： ５穴
給油方法：下穴に試験油剤を充填
濃度： 原液を水で５質量％に希釈
評価方法：切削抵抗（トルク[Ｎ・ｍ]）を測定
判定基準
切削性試験： 切削トルクが２．３９Ｎ・ｍ以下を合格（○）とする。
Machinability test Perform φ6 tapping with the following work materials and conditions, and measure the cutting resistance received during machining.
Tool: OSG B-NRT B RH7 M6 × 1.0
Work material: AC8B-T6
Cutting speed: 10 m / min
Feeding: 1.0 mm / rev
Pilot hole: 5.48 mm reamer finish, blind hole cutting length: 20 mm
Number of processing: 5-hole lubrication method: Filling pilot hole with test oil concentration: Dilute stock solution to 5% by mass Evaluation method: Measurement criteria for cutting resistance (torque [N · m]) Cutting performance test: Cutting torque is 2. 39 N · m or less is accepted (◯).
実施例Ｂ
表６〜８に示す各金属加工用油剤について切削性、消泡性及び安定性を評価した。消泡性及び安定性は以下の試験方法により評価した。
Example B
The cutting properties, defoaming properties, and stability of each of the metal working fluids shown in Tables 6 to 8 were evaluated. Defoaming property and stability were evaluated by the following test methods.
消泡性試験
３Ｌギアポンプ循環式試験方法にて評価。
液量： ３ Ｌ
流量： １７．４ Ｌ／ｍｉｎ
吐出圧力：０．６ ｋｇｆ／ｃｍ2
ノズル径：６．５ ｍｍ
希釈水： Ｃａ５ｐｐｍの調整水
濃度： 原液をＣａ５ｐｐｍの調整水で５質量％に希釈
液温： ２５℃
消泡剤： 無添加
判定基準：最高泡高さが３００ｍｍ以下を合格（○）とする。
Defoaming test Evaluated by 3L gear pump circulation test method.
Liquid volume: 3 L
Flow rate: 17.4 L / min
Discharge pressure: 0.6 kgf / cm 2
Nozzle diameter: 6.5 mm
Dilution water: Adjusted water concentration of Ca 5 ppm: The stock solution was diluted to 5 mass% with adjusted water of Ca 5 ppm.
Antifoaming agent: additive-free judgment criteria: A maximum foam height of 300 mm or less is regarded as acceptable (◯).
動粘度(ＪＩＳ Ｋ ２２８３)
一定量の油剤が粘度計の毛細管を通過する時間を測定し、流出時間と粘度計定数から算出する。５℃の動粘度で評価。
○：合格 １５００ｍｍ2／ｓ以下
×：不合格 １５００ｍｍ2／ｓ以上
原液安定性試験
金属加工用油剤原液を−５℃，２５℃，５０℃の恒温槽で１週間静置する。
○：合格 均一な状態を維持。
×：不合格 分離層あり。
希釈液安定性試験
調整した硬水（塩化カルシウム２水塩０．０７５７ｇを蒸留水で希釈し１Ｌとした水：ドイツ硬度３°、Ｃａ硬度５４ｐｐｍ、ＪＩＳ Ｋ ２２２１ 切削油剤 乳化安定性試験参照）を用い、各金属加工用油剤を水で希釈して５％希釈液を作り、希釈直後及び、２４時間後の状態を目視にて観察する。判定基準は下記の通りである。
○：合格 均一に溶解し、分離、クリーム層なし。
×：不合格 分離、クリーム層あり。
Kinematic viscosity (JIS K 2283)
Measure the time for a certain amount of oil to pass through the capillary of the viscometer, and calculate from the outflow time and the viscometer constant. Evaluated by kinematic viscosity at 5 ° C.
○: Pass 1500 mm 2 / s or less ×: Fail 1500 mm 2 / s or more Stock solution stability test The stock solution for metal working is left in a constant temperature bath at −5 ° C., 25 ° C., 50 ° C. for 1 week.
○: Passed Maintains a uniform state.
×: Fail There is a separation layer.
Diluted liquid stability test Using adjusted hard water (water diluted to 1 liter with 0.0757 g of calcium chloride dihydrate with distilled water: German hardness 3 °, Ca hardness 54 ppm, JIS K 2221 cutting oil, see Emulsification stability test) Each metal working oil is diluted with water to make a 5% diluted solution, and the state immediately after dilution and after 24 hours is visually observed. The judgment criteria are as follows.
○: Passed Evenly dissolved, separated, no cream layer.
X: Fail Separation, there is a cream layer.
Claims (10)
パームオレイン油の沃素価が５６〜７２及び上昇融点が２４℃以下であること、
界面活性剤が、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤及びノニオン界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
アニオン界面活性剤が、脂肪族カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、及び燐酸エステル塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
両性界面活性剤が、アルキルベタイン、アルキルアミドベタイン、及びスルホベタインからなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
ノニオン界面活性剤が、ＨＬＢ値６〜１８のポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び炭素数６〜２４の脂肪酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種であること、を特徴とする金属加工用油剤。 In a metal processing oil containing a base oil and a surfactant, the base oil containing palm olein oil,
The iodine value of palm olein oil is 56 to 72 and the rising melting point is 24 ° C. or lower,
The surfactant is at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, an amphoteric surfactant and a nonionic surfactant;
The anionic surfactant is at least one selected from the group consisting of an aliphatic carboxylate, a sulfonate, a sulfate ester salt, and a phosphate ester salt;
The amphoteric surfactant is at least one selected from the group consisting of alkylbetaines, alkylamidobetaines, and sulfobetaines;
An oil for metal processing, wherein the nonionic surfactant is at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene alkyl ethers having an HLB value of 6 to 18 and fatty acid esters having 6 to 24 carbon atoms.
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