JP2015071750A - Method for manufacturing metal workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水溶性金属加工油を用いる金属加工品の製造方法、さらに詳しくは、金属部材の切削、研削、研磨、圧延、プレス、鍛造、引き抜き、焼き入れ、又はダイカスト等の工程を含む金属加工品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a metal workpiece using a water-soluble metal working oil, and more specifically, a metal including steps such as cutting, grinding, polishing, rolling, pressing, forging, drawing, quenching, or die casting of a metal member. The present invention relates to a method for manufacturing a processed product.
従来より、金属部材の切削、又は研削等の水溶性金属加工油として、火災の危険性を無くす目的や、洗浄性を高める目的、オイルミストの発生が無いため作業場環境が改善されるという目的から、水で希釈された水溶性金属加工油が用いられている(特許文献1)。 Conventionally, as a water-soluble metal processing oil for cutting or grinding metal members, for the purpose of eliminating the risk of fire, improving the cleanability, and improving the workplace environment because there is no oil mist. Water-soluble metalworking oil diluted with water is used (Patent Document 1).
通常、水で希釈された水溶性金属加工油は泡が発生しやすく、金属加工油を循環して再使用するときにタンクから金属加工油が漏えいし、周辺を汚染する問題がある。また、金属加工油を噴霧する際に、加工油を金属部材に均一に塗布できない問題がある。
そこで、その泡の発生を抑制する対策としては、疎水性の高い化合物を用いることが考えられ、例えば疎水性の高い化合物としてシリコン系消泡剤などを金属加工油に含有させることが知られている(特許文献2)。
Usually, water-soluble metalworking oil diluted with water is liable to generate bubbles, and there is a problem that the metalworking oil leaks from the tank when the metalworking oil is circulated and reused, and the surroundings are contaminated. Moreover, when spraying metal processing oil, there exists a problem which cannot apply processing oil uniformly to a metal member.
Therefore, as a countermeasure for suppressing the generation of bubbles, it is considered to use a compound having a high hydrophobicity. For example, it is known that a metal processing oil contains a silicon-based antifoaming agent or the like as a highly hydrophobic compound. (Patent Document 2).
しかし、上記のシリコン系消泡剤のような疎水性の高い化合物を含有した水溶性金属加工油は、加工中に被加工物である金属表面へ強固に付着するため、その後の洗浄工程でシリコン系消泡剤などが完全に除去しきれず、次の塗装等の表面処理工程の阻害物となり、塗装性等の表面処理性が悪くなるという問題がある。また、消泡剤は水溶性金属加鉱油中でエマルジョンを形成することで抑泡性を示すことが知られているが、長時間循環する場合、エマルジョンが崩壊し、抑泡性を維持できないという問題がある。更には、切削や研削などの加工では、加工中に発生する被加工物である金属の切り屑にシリコン系消泡剤などが強固に付着するため、加工が進み、切り屑量が増加するに伴って抑泡性が低下し、加工中に抑泡性を維持できないという問題がある。 However, the water-soluble metal processing oil containing a highly hydrophobic compound such as the above silicon-based antifoaming agent adheres firmly to the metal surface, which is the workpiece, during processing. There is a problem that the system antifoaming agent and the like cannot be completely removed, which obstructs the surface treatment process such as the next painting, and the surface treatment properties such as paintability are deteriorated. In addition, it is known that antifoaming agents exhibit antifoaming properties by forming an emulsion in water-soluble metallized oil, but when circulating for a long time, the emulsion collapses and the antifoaming properties cannot be maintained. There's a problem. Furthermore, in processing such as cutting and grinding, silicon-based antifoaming agent or the like adheres firmly to the metal chips that are the work piece generated during the processing, so the processing proceeds and the amount of chips increases. Along with this, there is a problem that the foam suppression property is lowered and the foam suppression property cannot be maintained during processing.
そこで、本発明は、水溶性金属加工油を循環する工程、又は噴霧する工程を含む金属加工品の製造方法において、水溶性金属加工油の抑泡性に優れ、生産性や加工性に優れた金属加工品の製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is excellent in the foam suppression property of water-soluble metalworking oil, and excellent in productivity and workability in the manufacturing method of a metalworked product including the process of circulating the water-soluble metalworking oil, or the process of spraying. It aims at providing the manufacturing method of a metal workpiece.
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、3価以上のポリオキシアルキレンポリオール(A)を0.1重量%以上含有する水溶性金属加工油を循環する工程、又は噴霧する工程を含む水溶性金属加工油を用いた金属加工品の製造方法である。
The inventors of the present invention have reached the present invention as a result of studies to achieve the above object.
That is, the present invention uses a water-soluble metalworking oil comprising a step of circulating or spraying a water-soluble metalworking oil containing 0.1% by weight or more of a polyoxyalkylene polyol (A) having a valence of 3 or more. It is a manufacturing method of a metal workpiece.
本発明の金属加工品の製造方法は水溶性金属加工油を循環する工程、又は噴霧する工程を含む金属加工品の製造方法において、金属加鉱油の抑泡性に優れるという効果を奏する。 The method for producing a metal processed product according to the present invention has an effect that the foamed metal additive oil is excellent in foaming in a method for producing a metal processed product including a step of circulating or spraying a water-soluble metal processed oil.
本発明は、3価以上のポリオキシアルキレンポリオール(A)を0.1重量%以上含有する水溶性金属加工油を循環する工程、又は噴霧する工程を含む水溶性金属加工油を用いた金属加工品の製造方法を提供するものである。 The present invention relates to metal processing using a water-soluble metalworking oil comprising a step of circulating or spraying a water-soluble metalworking oil containing 0.1% by weight or more of a polyoxyalkylene polyol (A) having a valence of 3 or more. The manufacturing method of goods is provided.
本発明における水溶性金属加工油を循環する工程とは、金属を加工するときに被加工物又は加工用工具に供給した水溶性金属加工油を回収し、そのまま、あるいは切り屑の除去及び/又は冷却等の処置をした後、ポンプ等を用いて再度被加工物又は加工用工具に供給する工程であり、金属部材の切削、研削、研磨、圧延、引き抜き、焼き入れ等の金属加工において、水溶性金属加工油の使用量や廃棄量を抑える効果がある。 The step of circulating the water-soluble metal working oil in the present invention refers to recovering the water-soluble metal working oil supplied to the workpiece or the processing tool when processing the metal, and removing the chips as it is or / and / or After cooling, etc., this is the process of supplying to the workpiece or processing tool again using a pump, etc., and in metal processing such as cutting, grinding, polishing, rolling, drawing, quenching, etc. This has the effect of reducing the usage and disposal of basic metal processing oil.
切り屑の除去には、遠心分離、フィルタープレス、膜ろ過等の操作を行っても良い。 For removal of chips, operations such as centrifugation, filter press, and membrane filtration may be performed.
遠心分離の操作としては、デカンタ型遠心分離機やろ布を使用する遠心分離機等の使用が挙げられる。膜ろ過の操作としては、精密ろ過(MF)、限外ろ過(UF)が挙げられる。ろ過膜の材質としては、セラミック、有機膜などが挙げられる。本発明における製造方法は、抑泡性に優れ、水溶性金属加鉱油をろ過装置に送液する時に含まれる空気量が少ないため、ろ過の効率が高い効果がある。さらには、疎水性の高い化合物として膜を閉塞させるシリコン系消泡剤などを金属加工油に含有させなくてもよいため、ろ過の効率が高い効果がある。 Examples of the centrifugation operation include use of a decanter type centrifuge or a centrifuge using a filter cloth. Examples of the membrane filtration operation include microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF). Examples of the material of the filtration membrane include ceramics and organic membranes. The production method of the present invention is excellent in foam suppression and has an effect of high filtration efficiency because it contains a small amount of air when the water-soluble metal mineral oil is fed to the filtration device. Furthermore, since the metal processing oil does not need to contain a silicon-based antifoaming agent that closes the membrane as a highly hydrophobic compound, there is an effect of high filtration efficiency.
本発明における水溶性金属加工油を噴霧する工程とは、金属を加工するときに水溶性金属加工油を被加工物又は加工用工具に噴霧する工程であり、金属部材の切削、研削、研磨、圧延、プレス、鍛造、引き抜き、ダイカスト等の金属加工において、使用する水溶性金属加工油が少量であっても、広範囲に均一に供給できるため、水溶性金属加工油の使用量や廃棄量を抑える効果がある。金属の加工時に切り屑が発生する場合は、上記と同様に、回収した水溶性金属加工油から切り屑を除去する処置を含む方が好ましい。 The step of spraying the water-soluble metal working oil in the present invention is a step of spraying the water-soluble metal working oil on a workpiece or a processing tool when processing a metal, and cutting, grinding, polishing, or polishing a metal member. In metal processing such as rolling, pressing, forging, drawing, die casting, etc., even if a small amount of water-soluble metal processing oil is used, it can be supplied uniformly over a wide range, thus reducing the amount of water-soluble metal processing oil used and discarded effective. In the case where chips are generated during metal processing, it is preferable to include a treatment for removing chips from the collected water-soluble metal processing oil in the same manner as described above.
本発明における金属部材の切削とは、旋盤、マシニングセンタ、ボール盤、帯のこ盤等の装置を用いて金属を加工する工程であり、研削とは切削と同様の装置に加え、研削盤、ワイヤーソー等の装置を用い、固定砥粒又は遊離砥粒を用いて金属を加工する工程である。 In the present invention, the cutting of the metal member is a process of processing metal using an apparatus such as a lathe, a machining center, a drilling machine, a band saw machine, etc., and grinding is a grinding machine, a wire saw in addition to the same apparatus as the cutting. It is the process of processing a metal using fixed abrasives or loose abrasives using an apparatus such as.
本発明の金属加工品の製造方法は、3価以上のポリオキシアルキレンポリオール(A)を0.1重量%以上含有する水溶性金属加工油を循環する工程、又は噴霧する工程により加工された金属加工品を洗浄する工程を含むことができる。 The method for producing a metal processed product of the present invention is a metal processed by a step of circulating or spraying a water-soluble metalworking oil containing 0.1% by weight or more of a polyoxyalkylene polyol (A) having a valence of 3 or more. A step of cleaning the workpiece may be included.
本発明における3価以上のポリオキシアルキレンポリオール(A)としては、3個以上の活性水素を有する化合物(a)にアルキレンオキサイドを付加重合させた化合物等が挙げられる。3個以上の活性水素を有する化合物(a)としてはアンモニア又は活性水素が水酸基/若しくはアミノ基である活性水素を有する化合物等が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher polyoxyalkylene polyol (A) in the present invention include compounds obtained by addition polymerization of alkylene oxide to a compound (a) having 3 or more active hydrogens. Examples of the compound (a) having 3 or more active hydrogens include ammonia and a compound having active hydrogens in which the active hydrogen is a hydroxyl group / or an amino group.
本発明における3個以上の活性水素を有する化合物(a)の具体例としては、3個の活性水素を有する化合物[グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなど];4個の活性水素を有する化合物[ペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ジグリセリン、エチレンジアミン、フェニレンジアミンなど];5個の活性水素を有する化合物[キシリトール、トリグリセリン、ジエチレントリアミンなど];6個の活性水素を有する化合物[ソルビトール、ジペンタエリスリトール、トリエチレンテトラミン、トリアミノベンゼンなど];7個の活性水素を有する化合物[テトラエチレンペンタミンなど];8個の活性水素を有する化合物[スクロース、ペンタエチレンヘキサミン、ベンゼンテトラミンなど];ポリビニルアルコール、ポリグリセリン、ポリエチレンアミンなどが挙げられる。 Specific examples of the compound (a) having three or more active hydrogens in the present invention include compounds having three active hydrogens [glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, etc.]; compounds having four active hydrogens [Pentaerythritol, glucose, fructose, diglycerin, ethylenediamine, phenylenediamine, etc.]; Compounds having 5 active hydrogens [xylitol, triglycerin, diethylenetriamine, etc.]; Compounds having 6 active hydrogens [sorbitol, dipentaerythritol , Triethylenetetramine, triaminobenzene, etc.]; compounds having 7 active hydrogens [tetraethylenepentamine, etc.]; compounds having 8 active hydrogens [sucrose, pentaethylenehexamine, benzenetetramine, etc.]; Alkenyl alcohols, polyglycerol, polyethylene amines.
これら3個以上の活性水素を有する化合物(a)のうち、好ましいのは、3〜20個の活性水素を有する化合物であり、より好ましくは抑泡性と浸透性の観点から、3〜8個の活性水素を有するグリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、アンモニア、ペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ジグリセリン、エチレンジアミン、フェニレンジアミン、キシリトール、トリグリセリン、ジエチレントリアミン、ソルビトール、ジペンタエリスリトール、トリエチレンテトラアミン、トリアミノベンゼン、テトラエチレンペンタミン、スクロース、ペンタエチレンヘキサミン、ベンゼンテトラミンである。3個未満の活性水素を有する化合物の場合は、抑泡性が悪化する。活性水素の数が20個以下では水溶性金属加工油の浸透性が向上して潤滑性及び冷却性の観点で好ましい。 Of these compounds (a) having 3 or more active hydrogens, preferred are compounds having 3 to 20 active hydrogens, more preferably 3 to 8 from the viewpoint of foam suppression and permeability. Glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, ammonia, pentaerythritol, glucose, fructose, diglycerin, ethylenediamine, phenylenediamine, xylitol, triglycerin, diethylenetriamine, sorbitol, dipentaerythritol, triethylenetetraamine, Triaminobenzene, tetraethylenepentamine, sucrose, pentaethylenehexamine, and benzenetetramine. In the case of a compound having less than 3 active hydrogens, the antifoaming property deteriorates. When the number of active hydrogens is 20 or less, the permeability of the water-soluble metal working oil is improved, which is preferable from the viewpoint of lubricity and cooling properties.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A)の数平均分子量は、通常限定されないが、好ましくは149〜150,000である。数平均分子量がこの範囲にあると水溶性金属加工油の潤滑性及び冷却性の観点で好ましい。
なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量である。
数平均分子量は、GPCによって、ポリエチレンオキシドを基準物質として40℃で測定される。[例えば、装置本体:HLC−8120(東ソー株式会社製)、カラム:東ソー株式会社製TSKgel α6000、G3000 PWXL、検出器:装置本体内蔵の示差屈折計検出器、溶離液:0.5重量%酢酸ソーダ・水/メタノール(体積比70/30)、溶離液流量:1.0ml/分、カラム温度:40℃、試料:0.25重量%の溶離液溶液、注入量:200μl、標準物質:東ソー(株)製TSK STANDARD POLYETHYLENE OXIDE、データ処理ソフト:GPC−8020modelII(東ソー株式会社製)]。
The number average molecular weight of the polyoxyalkylene polyol (A) in the present invention is not usually limited, but is preferably 149 to 150,000. A number average molecular weight within this range is preferred from the viewpoint of lubricity and cooling properties of the water-soluble metalworking oil.
The number average molecular weight is a molecular weight determined by gel permeation chromatography (GPC).
The number average molecular weight is measured by GPC at 40 ° C. using polyethylene oxide as a reference material. [For example, apparatus main body: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation), column: TSKgel α6000, G3000 PWXL, manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer detector built in apparatus main body, eluent: 0.5 wt% acetic acid Soda / water / methanol (volume ratio 70/30), eluent flow rate: 1.0 ml / min, column temperature: 40 ° C., sample: 0.25 wt% eluent solution, injection volume: 200 μl, standard substance: Tosoh (Manufactured by TSK STANDARD POLYETHYLENE OXIDE, data processing software: GPC-8020 model II (manufactured by Tosoh Corporation)).
なお、本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A)の水酸基の個数は3個以上であり、下記計算式により計算することもできる。
水酸基の個数=[ポリオキシアルキレンポリオールの活性水素価]/([ポリオキシアルキレンポリオールの数平均分子量]/56,100)
活性水素価は、[56,100/活性水素1個あたりの分子量]を意味し、活性水素を有する基が水酸基の場合、水酸基価に相当する。活性水素価の測定方法は、上記定義の値を測定できる方法であれば公知の方法でよく、特に限定されないが、水酸基価の場合、例えばJIS K1557−1に記載の方法が挙げられる。
数平均分子量は上記のGPCによる分子量である。
In addition, the number of the hydroxyl groups of the polyoxyalkylene polyol (A) in the present invention is 3 or more, and can be calculated by the following formula.
Number of hydroxyl groups = [active hydrogen value of polyoxyalkylene polyol] / ([number average molecular weight of polyoxyalkylene polyol] / 56,100)
The active hydrogen value means [56,100 / molecular weight per active hydrogen] and corresponds to the hydroxyl value when the group having active hydrogen is a hydroxyl group. The method for measuring the active hydrogen value is not particularly limited as long as it is a method that can measure the value defined above, but in the case of the hydroxyl value, for example, the method described in JIS K1557-1 can be mentioned.
The number average molecular weight is the molecular weight by GPC described above.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A)のHLBは通常限定されないが、好ましくは8.0〜18.5である。この範囲であれば、さらに加工液の浸透性が優れて潤滑性及び冷却性の機能が向上する。 The HLB of the polyoxyalkylene polyol (A) in the present invention is not usually limited, but is preferably 8.0 to 18.5. Within this range, the permeability of the working fluid is further improved, and the functions of lubricity and cooling are improved.
ここでの「HLB」とは、親水性と親油性のバランスを示す指標であって、例えば「界面活性剤入門」〔2007年三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著〕212頁に記載されている小田法による計算値として知られているものであり、グリフィン法による計算値ではない。
HLB値は下記計算式により有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
HLB=10×無機性/有機性
HLBを導き出すための有機性の値及び無機性の値については前記「界面活性剤入門」213頁に記載の表の値を用いて算出できる。
Here, “HLB” is an index indicating a balance between hydrophilicity and lipophilicity, and is described in, for example, “Introduction to Surfactants” (published by Sanyo Chemical Industries, Ltd., 2007, Takehiko Fujimoto), page 212. It is known as the calculated value by the Oda method, not the calculated value by the Griffin method.
The HLB value can be calculated from the ratio between the organic value and the inorganic value of the organic compound by the following formula.
HLB = 10 × inorganic / organic The organic value and the inorganic value for deriving HLB can be calculated using the values in the table described in the above “Introduction to Surfactant” page 213.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A)が3個以上の活性水素を有する化合物(a)のアルキレンオキサイド付加物であり、3個以上の活性水素が全て水酸基である場合、ポリオキシアルキレンポリオール(A1)は下記一般式(1)で表される。 When the polyoxyalkylene polyol (A) in the present invention is an alkylene oxide adduct of the compound (a) having three or more active hydrogens, and the three or more active hydrogens are all hydroxyl groups, the polyoxyalkylene polyol (A1 ) Is represented by the following general formula (1).
R1[−O−(A1O)m−H]f (1)
[R1は炭化水素基、(A1O)は炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。mは1〜450の数、複数のA1は同一でも異なっていてもよく、mが2以上の場合の(A1O)m部分はランダム付加でもブロック付加でもよい。fは3〜20の整数である。]
R 1 [—O— (A 1 O) m —H] f (1)
[R 1 represents a hydrocarbon group, and (A 1 O) represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m is a number from 1 to 450, a plurality of A 1 may be the same or different, and (A 1 O) m in the case where m is 2 or more may be random addition or block addition. f is an integer of 3-20. ]
A1Oは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表し、具体例としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基などが挙げられる。オキシエチレン基の場合はエチレンオキサイド、オキシプロピレン基の場合は1,2−プロピレンオキサイド、1,3−プロピレンオキサイド、オキシブチレン基の場合はテトラヒドロフラン、1,2−ブチレンオキサイドなどを用いることができる。 A 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and specific examples thereof include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group. In the case of an oxyethylene group, ethylene oxide, in the case of an oxypropylene group, 1,2-propylene oxide, 1,3-propylene oxide, in the case of an oxybutylene group, tetrahydrofuran, 1,2-butylene oxide and the like can be used.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A1)は、3個以上の活性水素を有する化合物(a)に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、1,2−ブチレンオキサイドのうちの1種を単独で付加させてもよいし、これらの2種以上を併用して付加させてもよい。抑泡性と潤滑性の観点から、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフランの内、2種以上の併用が好ましい。 In the polyoxyalkylene polyol (A1) in the present invention, one of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, and 1,2-butylene oxide is added alone to the compound (a) having 3 or more active hydrogens. Alternatively, two or more of these may be used in combination. From the viewpoint of foam suppression and lubricity, two or more of ethylene oxide, propylene oxide and tetrahydrofuran are preferably used in combination.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A1)は、3個以上の活性水素を有する化合物(a)に2種以上のアルキレンオキサイド又はテトラヒドロフランを付加する際の付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよく、また2種以上のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加する順番は問わない。 The polyoxyalkylene polyol (A1) in the present invention may be added randomly or in a block addition manner when adding two or more alkylene oxides or tetrahydrofuran to the compound (a) having three or more active hydrogens. The order of adding two or more kinds of alkylene oxides, for example, ethylene oxide and propylene oxide, is not limited.
mは炭素数が2〜4のアルキレンオキサイドの付加モル数を表し、2種以上のアルキレンオキサイドを併用する場合は、2種以上の付加モル数の合計である。mは好ましくは1〜450である。mが1未満では、潤滑性が悪化する。一方、mが450を超えると粘度が高くなりすぎるため、浸透性が低下して潤滑性又は冷却性の機能が悪化する。 m represents the number of added moles of alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, and when two or more kinds of alkylene oxide are used in combination, it is the sum of the number of added moles of two or more kinds. m is preferably 1 to 450. If m is less than 1, the lubricity deteriorates. On the other hand, when m exceeds 450, the viscosity becomes too high, so that the permeability is lowered and the lubricity or cooling function is deteriorated.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A1)の式(1)中の(A1O)mは下記一般式(2)で表すこともできる。 (A 1 O) m in the formula (1) of the polyoxyalkylene polyol (A1) in the present invention can also be represented by the following general formula (2).
−(A2O)n(A3O)j(A4O)k− (2) - (A 2 O) n ( A 3 O) j (A 4 O) k - (2)
[(A2O)はオキシエチレン基、(A3O)はオキシプロピレン基、(A4O)オキシブチレン基を表す。nは0〜350の数、j及びkはそれぞれ0〜100の数であって、j及びkの少なくともどちらかは1以上であり、n/(n+j+k)は0〜0.9である。n、j、kが2以上の場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。] [(A 2 O) represents an oxyethylene group, (A 3 O) represents an oxypropylene group, and (A 4 O) oxybutylene group. n is a number from 0 to 350, j and k are each a number from 0 to 100, and at least one of j and k is 1 or more, and n / (n + j + k) is 0 to 0.9. When n, j, and k are 2 or more, the addition format may be random addition or block addition. ]
(A2O)n(A3O)j(A4O)kは、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、及びオキシブチレン基が2種以上の場合には、順番を問わず付加した構造であってよく、またn、j、kが2以上の場合、これらの基2種以上がランダム付加でもブロック付加でもどちらの付加した構造であってよいことを意味する。 (A 2 O) n (A 3 O) j (A 4 O) k is a structure added in any order when there are two or more oxyethylene groups, oxypropylene groups, and oxybutylene groups. In addition, when n, j, and k are 2 or more, it means that these two or more groups may have either a random addition or a block addition.
nは粘度安定性、浸透性の観点から、好ましくは0〜350、さらに好ましくは0〜250である。 n is preferably 0 to 350, more preferably 0 to 250, from the viewpoints of viscosity stability and permeability.
jは水溶性と粘度安定性の観点から、好ましくは0〜100、さらに好ましくは0〜50である。 j is preferably 0 to 100, more preferably 0 to 50, from the viewpoint of water solubility and viscosity stability.
kは水溶性と粘度安定性の観点から、好ましくは0〜100、さらに好ましくは0〜50である。 k is preferably 0 to 100, more preferably 0 to 50, from the viewpoint of water solubility and viscosity stability.
n/(n+j+k)は通常限定されないが、浸透性の観点から、好ましくは、0〜0.9である。なお、n+j+k=mである。 n / (n + j + k) is not normally limited, but is preferably 0 to 0.9 from the viewpoint of permeability. Note that n + j + k = m.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A)が3個以上の活性水素を有する化合物(a)のアルキレンオキサイド付加物であり、3個以上の活性水素を有する化合物(a)がアンモニア、又は活性水素が全てアミノ基である場合、ポリオキシアルキレンポリオール(A2)は下記一般式(3)で表される。 In the present invention, the polyoxyalkylene polyol (A) is an alkylene oxide adduct of the compound (a) having 3 or more active hydrogens, and the compound (a) having 3 or more active hydrogens is ammonia or active hydrogens. When all are amino groups, the polyoxyalkylene polyol (A2) is represented by the following general formula (3).
R2[−(A5O)p−H]g (3)
[R2はアンモニア又はアミノ基を有する炭化水素から活性水素を除いた残基、(A5O)は炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。pは1〜450の数、複数のA5は同一でも異なっていてもよく、pが2以上の場合の(A5O)p部分はランダム付加でもブロック付加でもよい。gは3〜20の数である。]
R 2 [— (A 5 O) p —H] g (3)
[R 2 is a residue obtained by removing active hydrogen from a hydrocarbon having an ammonia or amino group, and (A 5 O) represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. p is a number from 1 to 450, and a plurality of A 5 may be the same or different, and when p is 2 or more, the (A 5 O) p portion may be random addition or block addition. g is a number from 3 to 20. ]
A5Oは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表し、前記A1Oと同じものを用いることができる。 A 5 O represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and the same one as A 1 O can be used.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A2)は、3個以上の活性水素を有する化合物(a)に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、1,2−ブチレンオキサイドのうちの1種を単独で付加させてもよいし、これらの2種以上を併用して付加させてもよい。抑泡性と潤滑性の観点から、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフランの内、2種以上の併用が好ましい。 The polyoxyalkylene polyol (A2) in the present invention is obtained by adding one of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, and 1,2-butylene oxide alone to the compound (a) having 3 or more active hydrogens. Alternatively, two or more of these may be used in combination. From the viewpoint of foam suppression and lubricity, two or more of ethylene oxide, propylene oxide and tetrahydrofuran are preferably used in combination.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A2)は、3個以上の活性水素を有する化合物(a)に2種以上のアルキレンオキサイド又はテトラヒドロフランを付加する際の付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよく、また2種以上のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加する順番は問わない。 In the polyoxyalkylene polyol (A2) in the present invention, the addition form when adding two or more alkylene oxides or tetrahydrofuran to the compound (a) having three or more active hydrogens may be random addition or block addition. The order of adding two or more kinds of alkylene oxides, for example, ethylene oxide and propylene oxide, is not limited.
mは炭素数が2〜4のアルキレンオキサイドの付加モル数を表し、2種以上のアルキレンオキサイドを併用する場合は、2種以上の付加モル数の合計である。mは好ましくは1〜450である。mが1未満では、潤滑性が悪化する。一方、mが450を超えると粘度が高くなりすぎるため、浸透性が低下して潤滑性又は冷却性の機能が悪化する。 m represents the number of added moles of alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, and when two or more kinds of alkylene oxide are used in combination, it is the sum of the number of added moles of two or more kinds. m is preferably 1 to 450. If m is less than 1, the lubricity deteriorates. On the other hand, when m exceeds 450, the viscosity becomes too high, so that the permeability is lowered and the lubricity or cooling function is deteriorated.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A2)の式(3)中の(A5O)pは下記一般式(4)で表すこともできる。 In the present invention, (A 5 O) p in the formula (3) of the polyoxyalkylene polyol (A2) can also be represented by the following general formula (4).
−(A6O)q(A7O)r(A8O)s− (4)
[(A6O)はオキシエチレン基、(A7O)はオキシプロピレン基、(A8O)はオキシブチレン基を表す。qは0〜350の数、r及びsはそれぞれ0〜100の数であって、r及びsの少なくともどちらかは1以上であり、q/(q+r+s)は0〜0.9である。q、r、sが2以上の場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。]
- (A 6 O) q ( A 7 O) r (A 8 O) s - (4)
[(A 6 O) represents an oxyethylene group, (A 7 O) represents an oxypropylene group, and (A 8 O) represents an oxybutylene group. q is a number from 0 to 350, r and s are each a number from 0 to 100, and at least one of r and s is 1 or more, and q / (q + r + s) is 0 to 0.9. When q, r, and s are 2 or more, the addition format may be random addition or block addition. ]
(A6O)q(A7O)r(A8O)sは、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、及びオキシブチレン基が2種類以上の場合には、順番を問わず付加した構造であってよく、またq、r、sが2以上の場合、これらの基2種以上がランダム付加でもブロック付加でもどちらの付加した構造であってよいことを意味する。 (A 6 O) q (A 7 O) r (A 8 O) s is a structure added in any order when there are two or more oxyethylene groups, oxypropylene groups, and oxybutylene groups. In addition, when q, r, and s are 2 or more, it means that the structure in which two or more of these groups are added randomly or in blocks may be added.
qは粘度安定性、浸透性の観点から、好ましくは0〜350、さらに好ましくは0〜250である。 q is preferably 0 to 350, more preferably 0 to 250, from the viewpoints of viscosity stability and permeability.
rは水溶性と粘度安定性の観点から、好ましくは0〜100、さらに好ましくは0〜50である。 From the viewpoint of water solubility and viscosity stability, r is preferably 0 to 100, more preferably 0 to 50.
sは水溶性と粘度安定性の観点から、好ましくは0〜100、さらに好ましくは0〜50である。 s is preferably 0 to 100, more preferably 0 to 50, from the viewpoints of water solubility and viscosity stability.
q/(q+r+s)は通常限定されないが、浸透性の観点から、好ましくは、0〜0.9である。なお、q+r+s=pである。 Although q / (q + r + s) is not normally limited, From the viewpoint of permeability, it is preferably 0 to 0.9. Note that q + r + s = p.
本発明のポリオキシアルキレンポリオール(A)の具体例としては、グリセリンのエチレンオキサイド(以下EOと略記する場合がある)5モルとプロピレンオキサイド(POと略記する場合がある)4モルのランダム付加物、グリセリンのブチレンオキサイド(以下BOと略記する場合がある)5モル付加物、グリセリンのEO31モルとPO23モルのランダム付加物、グリセリンのEO39モルとPO55モルのランダム付加物、グリセリンのEO113モルとPO85モルのランダム付加物、グリセリンのEO324モルとPO132モルのランダム付加物、グリセリンのEO964モルとPO284モルのランダム付加物などのグリセリンのEO/POランダム付加物;
グリセリンのEO44モルとTHF27モルのランダム付加物などのグリセリンのEO/THFランダム付加物;
グリセリンのEO7モルとPO10モルのブロック付加物、グリセリンのEO108モルとPO55モルのブロック付加物、グリセリンのEO179モルとPO15モルのブロック付加物などのグリセリンのEO−POブロック付加物;
グリセリンのPO3モル付加物、グリセリンのPO6モル付加物などのグリセリンのPO付加物;
グリセリンのEO134モル付加物などのグリセリンのEO付加物;
トリメチロールプロパンのEO93モルとPO69モルのランダム付加物などのトリメチロールプロパンのEO/POランダム付加物;
ペンタエリスリトールのEO963モルとPO283モルのランダム付加物などのペンタエリスリトールのEO/POランダム付加物;
ペンタエリスリトールのEO12モルとPO44モルのブロック付加物などのペンタエリスリトールのEO−POブロック付加物;
ソルビトールのEO42モルとPO14モルのランダム付加物、ソルビトールのEO80モルとPO61モルのランダム付加物、ソルビトールのEO1928モルとPOの569モルのランダム付加物などのソルビトールのEO/POランダム付加物;
ソルビトールのEO44モルとPO20モルのランダム付加物のPO30モル付加物などのソルビトールのEO/POランダム付加物のPO付加物;
ソルビトールのEO32モルとPO6モルのランダム付加物のBO15モル付加物などのソルビトールのEO/POランダム付加物のBO付加物;
ソルビトールのEO43モルとTHF27モルのランダム付加物のPO30モル付加物などのソルビトールのEO/THFランダム付加物のPO付加物;
アンモニアのEO19モルとPO35のランダム付加物などのアンモニアのEO/POランダム付加物;
エチレンジアミンのEO80モルとPO20モルのブロック付加物などのエチレンジアミンのEO−POブロック付加物;
ジエチレントリアミンのEO88モルとTHF85モルのランダム付加物などのジエチレントリアミンのEO/THFランダム付加物;
トリエチレンテトラミンのEO50モルとPO60モルのランダム付加物などのトリエチレンテトラミンのEO/POランダム付加物;
テトラエチレンペンタミンのEO26モルとPO24モルのランダム付加物のPO20モル付加物などのテトラエチレンペンタミンのEO/POランダム付加物のPO付加物;
ペンタエチレンヘキサミンのEO45モルとTHF43モルのランダム付加物のPO40モル付加物などのペンタエチレンヘキサミンのEO/THFランダム付加物のPO付加物;
リノール酸のダイマー酸(ハリダイマー216、ハリマ化成株式会社製)とペンタエチレンヘキサミンからなるポリアミドポリアミン(重量平均分子量1,900)のEO3224モルとPO612モルのランダム付加物などのポリアミドポリアミンのEO/POランダム付加物などが挙げられる。
Specific examples of the polyoxyalkylene polyol (A) of the present invention include a random adduct of 5 mol of glycerin ethylene oxide (hereinafter sometimes abbreviated as EO) and 4 mol of propylene oxide (sometimes abbreviated as PO). Glycerin butylene oxide (hereinafter sometimes abbreviated as BO) 5 mol adduct, glycerin EO 31 mol and PO 23 mol random adduct, glycerin EO 39 mol and PO 55 mol random adduct, glycerin EO 113 mol and PO85 EO / PO random adducts of glycerin, such as random adducts of mol, EO 324 mol of glycerine and 132 mol of PO, random adducts of 964 mol and 284 mol of glycerin;
EO / THF random adduct of glycerin, such as a random adduct of 44 mol of glycerol and 27 mol of THF;
EO-PO block adducts of glycerin, such as block adducts of glycerin EO 7 mol and PO 10 mol, glycerin EO 108 mol and PO 55 mol, glycerin EO 179 mol and PO 15 mol block adduct;
PO adduct of glycerin such as PO3 mol adduct of glycerin, PO6 mol adduct of glycerin;
An EO adduct of glycerin, such as an EO 134 molar adduct of glycerin;
EO / PO random adducts of trimethylolpropane, such as a random adduct of 93 mol of trimethylolpropane and 69 mol of PO;
EO / PO random adducts of pentaerythritol, such as random adducts of 963 mol of pentaerythritol and 283 mol of PO;
EO-PO block adduct of pentaerythritol, such as a block adduct of 12 mol EO of pentaerythritol and 44 mol of PO;
EO / PO random adducts of sorbitol, such as a random adduct of 42 mol EO and 14 mol PO of sorbitol, a random adduct of EO 80 mol and PO 61 mol of sorbitol, 1928 mol EO of sorbitol and 569 mol of PO;
PO adducts of sorbitol EO / PO random adducts such as 44 mol of sorbitol EO and PO 30 mol adduct of PO 20 mol random adduct;
BO adduct of sorbitol EO / PO random adduct, such as BO15 mol adduct of sorbitol EO 32 mol and PO6 mol random adduct;
PO adduct of sorbitol EO / THF random adduct, such as PO 30 mol adduct of sorbitol EO 43 mol and THF 27 mol random adduct;
EO / PO random adducts of ammonia, such as 19 mol EO of ammonia and random adducts of PO35;
EO-PO block adducts of ethylenediamine such as block adducts of 80 mol EO and 20 mol PO of ethylenediamine;
EO / THF random adduct of diethylenetriamine such as 88 mol of diethylenetriamine EO and 85 mol of THF random adduct;
EO / PO random adducts of triethylenetetramine such as random adducts of 50 mol EO and 60 mol PO of triethylenetetramine;
PO adduct of tetraethylenepentamine EO / PO random adduct, such as PO20 mol adduct of 26 mol of EO of tetraethylenepentamine and 24 mol of random adduct of PO.
PO adducts of EO / THF random adducts of pentaethylenehexamine, such as PO 40 mol adducts of 45 mol of EO of pentaethylenehexamine and 43 mol of random adduct of THF;
EO / PO random of polyamide polyamines such as random adduct of 322 mol of PO and 612 mol of PO polyamid (weight average molecular weight 1,900) consisting of dimer acid of linoleic acid (Haridimer 216, manufactured by Harima Chemical Co., Ltd.) and pentaethylenehexamine Examples include adducts.
これらのうち好ましいのは、(A1)としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトールのポリオキシアルキレンポリオールであり、(A2)としては、アンモニア、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、フェニレンジアミン、トリアミノベンゼン、及びベンゼンテトラミンのポリオキシアルキレンポリオールである。
抑泡性と浸透性の観点から、更に好ましくはソルビトールのEO/POランダム付加物、ソルビトールのEO/POランダム付加物のPO付加物、ソルビトールのEO/POランダム付加物のBO付加物、及びペンタエチレンヘキサミンのEO/THFランダム付加物のPO付加物である。
Among these, (A1) is preferably a polyoxyalkylene polyol of glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and sorbitol, and (A2) is ammonia, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepenta. It is a polyoxyalkylene polyol of min, phenylenediamine, triaminobenzene, and benzenetetramine.
From the viewpoint of foam suppression and permeability, more preferably, an EO / PO random adduct of sorbitol, a PO adduct of EO / PO random adduct of sorbitol, a BO adduct of EO / PO random adduct of sorbitol, and penta It is a PO adduct of EO / THF random adduct of ethylenehexamine.
本発明におけるポリオキシアルキレンポリオール(A)の含有量は、金属加工方法により異なるが、水溶性金属加工油の重量に基づいて、0.1重量%以上である。下限は好ましくは、0.3重量%以上であり、更に好ましくは、1.0重量%以上である。上限は好ましくは、95重量%以下であり、更に好ましくは、90重量%以下である。
本発明における水溶性加工油は、火災の危険がないよう含水させて使用することが好ましく、含水量は水溶性金属加工油の重量に基づいて、好ましくは5重量%以上であり、更に好ましくは10重量%以上である。
The content of the polyoxyalkylene polyol (A) in the present invention varies depending on the metal processing method, but is 0.1% by weight or more based on the weight of the water-soluble metal processing oil. The lower limit is preferably 0.3% by weight or more, and more preferably 1.0% by weight or more. The upper limit is preferably 95% by weight or less, and more preferably 90% by weight or less.
The water-soluble processing oil in the present invention is preferably used after being hydrated so that there is no risk of fire, and the water content is preferably 5% by weight or more based on the weight of the water-soluble metal processing oil, more preferably 10% by weight or more.
本発明に用いる水溶性金属加工油はポリオキシアルキレンモノオール(B)を含んでも良いが、(B)の含有率は、(A)の重量に対して、抑泡性の観点から好ましくは30重量%以下、更に好ましくは20重量%以下である。 The water-soluble metalworking oil used in the present invention may contain a polyoxyalkylene monool (B), but the content of (B) is preferably 30 from the viewpoint of foam suppression with respect to the weight of (A). % By weight or less, more preferably 20% by weight or less.
ポリオキシアルキレンモノオール(B)の具体例としては、アリルアルコールのPO付加物、アリルアルコールのBO付加物、アリルアルコールのEO/POランダム付加物、アリルアルコールのEO−POブロック付加物などが挙げられる。(B)は(A)を合成する際に生成する副生成物であり、n/(n+j+k)またはq/(q+r+s)の値が小さい場合に多く生成する傾向がある。3個以上の活性水素を有する化合物(a)の活性水素1つあたりの(A)の分子量が大きい場合に多く生成する傾向がある。すなわち、(A)が同一分子量である場合、(a)の有する活性水素が多い方が、(B)の含有量が少なくなる。 Specific examples of the polyoxyalkylene monool (B) include allyl alcohol PO adducts, allyl alcohol BO adducts, allyl alcohol EO / PO random adducts, allyl alcohol EO-PO block adducts, and the like. It is done. (B) is a by-product generated when synthesizing (A), and tends to be generated more when the value of n / (n + j + k) or q / (q + r + s) is small. When the molecular weight of (A) per active hydrogen of the compound (a) having 3 or more active hydrogens is large, a large amount tends to be generated. That is, when (A) has the same molecular weight, the content of (B) decreases as the amount of active hydrogen possessed by (a) increases.
本発明に用いる水溶性金属加工油に用いられる水は、純水、イオン交換水、水道水、工業用水等のいずれを用いてもよい。 The water used for the water-soluble metalworking oil used in the present invention may be any of pure water, ion exchange water, tap water, industrial water and the like.
本発明に用いる水溶性金属加工油は、潤滑性を調整する目的で、さらに潤滑剤を含有してもよい。潤滑剤としては、ポリエチレングリコール等のポリエーテル化合物や、脂肪族モノカルボン酸やそのエステル化合物(ギ酸、酢酸を除く)、脂肪族ジカルボン酸やそのエステル化合物等が挙げられる。 The water-soluble metal working oil used in the present invention may further contain a lubricant for the purpose of adjusting lubricity. Examples of the lubricant include polyether compounds such as polyethylene glycol, aliphatic monocarboxylic acids and their ester compounds (excluding formic acid and acetic acid), aliphatic dicarboxylic acids and their ester compounds, and the like.
本発明に用いる水溶性金属加工油は、装置等の腐食を抑制する目的で、さらに防錆剤を含有してもよい。防錆剤としては、ベンゾトリアゾール等のアゾール化合物、イミダゾール、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)等のアミジン類、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、又はそのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。 The water-soluble metalworking oil used in the present invention may further contain a rust preventive agent for the purpose of suppressing corrosion of the apparatus and the like. Examples of rust inhibitors include azole compounds such as benzotriazole, imidazoles, amidines such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene (DBU), alkanolamines such as triethanolamine, or alkylenes thereof. And oxide adducts.
本発明に用いる水溶性金属加工油には、切削液のpHを調整する目的で、pH調整剤を適当量加えてもよい。このようなpH調整剤としては、金属水酸化物(例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)等の塩基性化合物;有機酸(例えば酢酸、ギ酸、クエン酸等(脂肪族カルボン酸を除く));無機酸(例えば燐酸、塩酸、硝酸、硫酸等)等の酸性化合物等が挙げられる。 An appropriate amount of a pH adjusting agent may be added to the water-soluble metal working oil used in the present invention for the purpose of adjusting the pH of the cutting fluid. Examples of such pH adjusters include basic compounds such as metal hydroxides (eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.); organic acids (eg, acetic acid, formic acid, citric acid, etc. (excluding aliphatic carboxylic acids)) An acidic compound such as an inorganic acid (for example, phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, etc.);
本発明に用いる水溶性金属加工油には、切り屑の分散性を調整する目的で、分散剤を加えてもよい。このような分散剤としては、ポリカルボン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及び/又はその塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリビニルスルホン酸塩、ポリアルキレングリコール硫酸エステル塩、ポリビニルアルコールリン酸エステル塩、メラミンスルホン酸塩及びリグニンスルホン酸塩などが挙げられる。 A dispersant may be added to the water-soluble metalworking oil used in the present invention for the purpose of adjusting the dispersibility of the chips. Such dispersants include polycarboxylates, naphthalene sulfonic acid formalin condensates and / or salts thereof, polystyrene sulfonate, polyvinyl sulfonate, polyalkylene glycol sulfate, polyvinyl alcohol phosphate, melamine Examples include sulfonate and lignin sulfonate.
本発明の金属加工品の製造方法により製造される金属加工品としては、航空機、自動車、船舶等に使用されるフレーム、外板、ホイール等の構造部材、エンジン、トランスミッション等の金属材料、携帯電話、タブレット等に使用される電子機器の筐体、振動モーター、コンデンサ等の電子部品、太陽電池に使用されるシリコンウエハ、建築に使用される鉄骨、配管、螺旋、釘等の金属部材等が挙げられる。 Examples of the metal processed product manufactured by the method of manufacturing a metal processed product of the present invention include frames used in aircraft, automobiles, ships, etc., structural members such as outer plates and wheels, metal materials such as engines and transmissions, and mobile phones. Cases of electronic devices used for tablets, electronic parts such as vibration motors and capacitors, silicon wafers used for solar cells, steel members used in construction, metal parts such as pipes, spirals, nails, etc. It is done.
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。 Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to these. Hereinafter, unless otherwise specified, “%” represents “% by weight” and “parts” represents “parts by weight”.
製造例1 <グリセリンのEO/POランダム付加物(A−1)の製造>
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン32.9部と水酸化ナトリウム0.05部を仕込み、窒素置換後に、110〜130℃でエチレンオキサイド484部とプロピレンオキサイド484部の混合液を4時間で圧入した。
同温度でさらに10時間反応させて、本発明のグリセリンのEO/POランダム付加物(A−1)(f(化合物が有する水酸基数)=3;数平均分子量2,800)を得た。なお、数平均分子量はGPCによる分子量である。
Production Example 1 <Production of glycerin EO / PO random adduct (A-1)>
A stainless steel pressure reactor was charged with 32.9 parts of glycerin and 0.05 part of sodium hydroxide. After purging with nitrogen, a mixed solution of 484 parts of ethylene oxide and 484 parts of propylene oxide was injected at 110 to 130 ° C. over 4 hours. .
The mixture was further reacted at the same temperature for 10 hours to obtain an EO / PO random adduct (A-1) of glycerin of the present invention (f (number of hydroxyl groups contained in the compound) = 3; number average molecular weight 2,800). The number average molecular weight is a molecular weight by GPC.
製造例2 <グリセリンのEO/POランダム付加物(A−2)の製造>
製造例1において、グリセリンを1.56部、エチレンオキサイドを719部、プロピレンオキサイドを280部とした以外は、製造例1と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO/POランダム付加物(A−2)(f=3;数平均分子量59,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのEO/POランダム付加物(B−1)(数平均分子量19,000)を得、(A−2)の重量に対して30%であった。
Production Example 2 <Production of glycerin EO / PO random adduct (A-2)>
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was carried out except that 1.56 parts of glycerin, 719 parts of ethylene oxide, and 280 parts of propylene oxide were used, and the EO / PO random adduct of glycerin of the present invention ( A-2) (f = 3; number average molecular weight 59,000) was obtained. Moreover, the EO / PO random adduct (B-1) (number average molecular weight 19,000) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 30% with respect to the weight of (A-2).
製造例3 <ソルビトールのEO/POランダム付加物(A−3)の製造>
製造例1において、グリセリンをソルビトール1.54部に変更し、エチレンオキサイドを719部、プロピレンオキサイドを280部とした以外は、製造例1と同様な操作を行い、本発明のソルビトールのEO/POランダム付加物(A−3)(f=6;数平均分子量118,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのEO/POランダム付加物(B−2)(数平均分子量24,000)を得、(A−3)の重量に対して30%であった。
Production Example 3 <Production of sorbitol EO / PO random adduct (A-3)>
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was conducted except that glycerin was changed to 1.54 parts sorbitol, 719 parts ethylene oxide and 280 parts propylene oxide, and the EO / PO of sorbitol of the present invention was used. A random adduct (A-3) (f = 6; number average molecular weight 118,000) was obtained. Moreover, EO / PO random adduct (B-2) (number average molecular weight 24,000) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 30% based on the weight of (A-3).
製造例4 <ソルビトールのEO/POランダム付加物のPOブロック付加物(A−4)の製造>
製造例3において、ソルビトールを36.4部、エチレンオキサイドを482部、プロピレンオキサイドを134部、水酸化ナトリウムを2.5部とした以外は、製造例3と同様な操作を行い、次に、プロピレンオキサイド348部を4時間で圧入した。同温度でさらに6時間反応させ、本発明のソルビトールのEO/POランダム付加物のPOブロック付加物(A−4)(f=6;数平均分子量5,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのPO付加物(B−3)(数平均分子量450)を得、(A−4)の重量に対して10%であった。
Production Example 4 <Production of PO block adduct (A-4) of EO / PO random adduct of sorbitol>
In Production Example 3, the same operation as in Production Example 3 was performed, except that 36.4 parts of sorbitol, 482 parts of ethylene oxide, 134 parts of propylene oxide, and 2.5 parts of sodium hydroxide were used. 348 parts of propylene oxide was injected in 4 hours. The mixture was further reacted at the same temperature for 6 hours to obtain a PO block adduct (A-4) (f = 6; number average molecular weight 5,000) of the EO / PO random adduct of sorbitol of the present invention. Moreover, PO adduct (B-3) (number average molecular weight 450) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 10% with respect to the weight of (A-4).
製造例5 <ソルビトールのEO/POランダム付加物のBOブロック付加物(A−5)の製造>
製造例3において、ソルビトールを60.7部、エチレンオキサイドを374部、プロピレンオキサイドを132部、水酸化ナトリウムを2.5部とした以外は、製造例3と同様な操作を行い、次に、ブチレンオキサイド432部を6時間で圧入した。同温度でさらに8時間反応させ、本発明のソルビトールのEO/POランダム付加物のBOブロック付加物(A−5)(f=6;数平均分子量3,000)を得た。また、副生成物としてメチルアリルアルコールのBO付加物(B−4)(数平均分子量300)を得、(A−5)の重量に対して5%であった。
Production Example 5 <Production of BO block adduct (A-5) of EO / PO random adduct of sorbitol>
In Production Example 3, the same operation as in Production Example 3 was performed, except that 60.7 parts of sorbitol, 374 parts of ethylene oxide, 132 parts of propylene oxide, and 2.5 parts of sodium hydroxide were used. 432 parts of butylene oxide was injected in 6 hours. The reaction was further continued at the same temperature for 8 hours to obtain a BO block adduct (A-5) (f = 6; number average molecular weight 3,000) of the sorbitol EO / PO random adduct of the present invention. Moreover, the BO adduct (B-4) (number average molecular weight 300) of methylallyl alcohol was obtained as a by-product, and was 5% with respect to the weight of (A-5).
製造例6 <アンモニアのEO−POブロック付加物(A−6)の製造>
ステンレス製加圧反応装置にアンモニア5.67部を仕込み、窒素置換後に、80〜100℃でエチレンオキサイド44.0部を8時間で圧入した。
同温度でさらに4時間反応させて、次に、水酸化ナトリウム0.05部を仕込み、窒素置換後に、120〜140℃でエチレンオキサイド244部を約4時間で圧入した。
同温度でさらに4時間反応させて、次に、プロピレンオキサイド706部を4時間で圧入した。同温度でさらに6時間反応させ、アンモニアのEO−POブロック付加物(A−6)(f=3;数平均分子量3,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのPO付加物(B−5)(数平均分子量400)を得、(A−6)の重量に対して5%であった。
Production Example 6 <Production of ammonia EO-PO block adduct (A-6)>
A stainless steel pressure reactor was charged with 5.67 parts of ammonia, and after substitution with nitrogen, 44.0 parts of ethylene oxide was injected at 80 to 100 ° C. over 8 hours.
The mixture was further reacted at the same temperature for 4 hours. Next, 0.05 part of sodium hydroxide was added, and after purging with nitrogen, 244 parts of ethylene oxide was injected at 120 to 140 ° C. in about 4 hours.
The mixture was further reacted at the same temperature for 4 hours, and then 706 parts of propylene oxide was injected in 4 hours. The mixture was further reacted at the same temperature for 6 hours to obtain an EO-PO block adduct (A-6) (f = 3; number average molecular weight 3,000) of ammonia. Moreover, PO adduct (B-5) (number average molecular weight 400) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 5% with respect to the weight of (A-6).
製造例7 <ペンタエチレンヘキサミンのEO/THFランダム付加物のPOブロック付加物(A−7)の製造>
ステンレス製加圧反応装置にペンタエチレンヘキサミン2.90部を仕込み、窒素置換後に、80〜100℃でエチレンオキサイド44.0部を8時間で圧入した。
同温度でさらに4時間反応させて、次に、テトラヒドロフラン415部と三フッ化ホウ素テトラヒドロフラン2.02部を仕込み、窒素置換後に、60〜80℃でエチレンオキサイド222部を4時間で圧入した。
同温度でさらに4時間反応させて、次に、プロピレンオキサイド290部を4時間で圧入した。
同温度でさらに6時間反応させ、本発明のペンタエチレンヘキサミンのEO/THFランダム付加物のPOブロック付加物(A−7)(f=8;数平均分子量8,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのPO付加物(B−6)(数平均分子量600)を得、(A−7)の重量に対して11%であった。
Production Example 7 <Production of PO block adduct (A-7) of EO / THF random adduct of pentaethylenehexamine>
A stainless steel pressure reactor was charged with 2.90 parts of pentaethylenehexamine, and after nitrogen substitution, 44.0 parts of ethylene oxide was injected at 80 to 100 ° C. over 8 hours.
The mixture was further reacted at the same temperature for 4 hours. Next, 415 parts of tetrahydrofuran and 2.02 parts of boron trifluoride tetrahydrofuran were charged. After purging with nitrogen, 222 parts of ethylene oxide was injected at 60 to 80 ° C. over 4 hours.
The mixture was further reacted at the same temperature for 4 hours, and then 290 parts of propylene oxide was injected in 4 hours.
The mixture was further reacted at the same temperature for 6 hours to obtain a PO block adduct (A-7) (f = 8; number average molecular weight 8,000) of an EO / THF random adduct of pentaethylenehexamine of the present invention. Moreover, PO adduct (B-6) (number average molecular weight 600) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 11% with respect to the weight of (A-7).
製造例8 <ポリアミドポリアミンのEO/POランダム付加物(A−8)の製造>
減圧可能な容器にハリダイマー216(ハリマ化成株式会社製)564部とペンタエチレンヘキサミン456部とチタン触媒{チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート);特開2006−243715号公報に記載}を2.00部仕込み、150℃で5時間脱水縮合反応させ、ポリアミドポリアミン(重量平均分子量1,900)を得た。
ステンレス製加圧反応装置に得られたポリアミドポリアミン5.80部と水酸化ナトリウム0.05部を仕込み、窒素置換後に、110〜130℃でエチレンオキサイド795部とプロピレンオキサイド199部を12時間で圧入した。
同温度でさらに4時間反応させて、ポリアミドポリアミンのEO/POランダム付加物(A−8)(g=20;数平均分子量179,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのEO/POランダム付加物(B−7)(数平均分子量8,000)を得、(A−8)の重量に対して14%であった。
Production Example 8 <Production of Polyamide Polyamine EO / PO Random Additive (A-8)>
2.00 parts of Halidimer 216 (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.), 456 parts of pentaethylenehexamine, titanium catalyst {titanium dihydroxybis (triethanolaminate); described in JP-A-2006-243715} in a container capable of decompression Part preparation and dehydration condensation reaction were carried out at 150 ° C. for 5 hours to obtain polyamide polyamine (weight average molecular weight 1,900).
A stainless steel pressure reactor was charged with 5.80 parts of the polyamidopolyamine and 0.05 parts of sodium hydroxide. After purging with nitrogen, 795 parts of ethylene oxide and 199 parts of propylene oxide were injected over 12 hours at 110 to 130 ° C. did.
The mixture was further reacted at the same temperature for 4 hours to obtain an EO / PO random adduct (A-8) (g = 20; number average molecular weight 179,000) of polyamide polyamine. Moreover, the EO / PO random adduct (B-7) (number average molecular weight 8,000) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and it was 14% with respect to the weight of (A-8).
比較製造例1 <ヘキサンジオールのEO/POランダム付加物(A’−1)の製造>
ヘキサンジオールを6.94部、エチレンオキサイドを745部、プロピレンオキサイドを248部とした以外は、製造例1と同様な操作を行い、比較のためのグリセリンのEO/POランダム付加物(A’−1)(f=2;数平均分子量17,000)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのEO/POランダム付加物(B−8)(数平均分子量2,000)を得、(A’−1)の重量に対して11%であった。
Comparative Production Example 1 <Production of hexanediol EO / PO random adduct (A'-1)>
EO / PO random adduct of glycerin for comparison (A′-) except that hexanediol was 6.94 parts, ethylene oxide was 745 parts, and propylene oxide was 248 parts. 1) (f = 2; number average molecular weight 17,000) was obtained. Moreover, EO / PO random adduct (B-8) (number average molecular weight 2,000) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 11% based on the weight of (A′-1).
比較製造例2 <ポリプロピレングリコールのEO−POブロック付加物(A’−2)の製造>
ステンレス製加圧反応装置に、プロピレングリコールを19.9部、水酸化ナトリウム0.05部を仕込み、窒素置換後に、120〜140℃でプロピレンオキサイド580部を4時間で圧入した。
同温度でさらに10時間反応させて、次に、エチレンオキサイド400部を4時間で圧入した。同温度でさらに6時間反応させ、比較のためのポリプロピレングリコールのEO−POブロック付加物(A’−2)(f=2;数平均分子量2,920)を得た。また、副生成物としてアリルアルコールのEO−POブロック付加物(B−9)(数平均分子量650)を得、(A’−2)の重量に対して11%であった。
Comparative Production Example 2 <Production of Polypropylene Glycol EO-PO Block Adduct (A'-2)>
A stainless steel pressure reactor was charged with 19.9 parts of propylene glycol and 0.05 parts of sodium hydroxide, and after nitrogen substitution, 580 parts of propylene oxide was injected at 120 to 140 ° C. over 4 hours.
The reaction was further carried out at the same temperature for 10 hours, and then 400 parts of ethylene oxide was injected in 4 hours. The mixture was further reacted at the same temperature for 6 hours to obtain an EO-PO block adduct (A′-2) (f = 2; number average molecular weight 2,920) of polypropylene glycol for comparison. Moreover, the EO-PO block adduct (B-9) (number average molecular weight 650) of allyl alcohol was obtained as a by-product, and was 11% with respect to the weight of (A′-2).
表1記載の配合比(重量部)で各成分を配合し、実施例1〜11及び比較例1〜5の水溶性金属加工油を調製して、抑泡性、抑泡持続性、切削加工性の性能評価を行った。加工性、ろ過性、及び抑泡持続性の性能評価を行った。 Each component is blended at a blending ratio (parts by weight) shown in Table 1, and water-soluble metalworking oils of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 5 are prepared. Performance evaluation was performed. Performance evaluation of processability, filterability, and foam suppression persistence was performed.
なお、表1中の「ポリエチレングリコール」は和光純薬工業(株)製のポリエチレングリコール4,000,000である。「サンヒビターNo.50」は三洋化成(株)製、「トリエタノールアミン」は三井化学(株)製の防錆剤である。「シリコーン系消泡剤」は信越化学工業(株)製のKM−7752である。 “Polyethylene glycol” in Table 1 is polyethylene glycol 4,000,000 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “Sunhibitor No. 50” is a rust inhibitor made by Sanyo Chemical Co., Ltd., and “Triethanolamine” is a rust inhibitor made by Mitsui Chemicals. “Silicone-based antifoaming agent” is KM-7752 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
<抑泡性の評価>
抑泡性の評価は以下に示す方法で行った。
(1)内径5.5cmの200mLトールビーカーに、水溶性金属加工油を175mL入れ、トールビーカーの底部から1cmの高さにバイオミキサー(登録商標)((株)日本精機製作所製;BM−2型)の先端部がくるように調節した。
(2)トールビーカーの底部から液面までの距離(液面高さ:P(cm))を記録した。
(3)トールビーカーに入った水溶性金属加工油を25℃に温調した後、回転数8,000rpmで2分間攪拌した。
(4)攪拌停止30秒後に、トールビーカーの底部から最も高い気泡面までの距離(気泡面高さ:Q(cm))を測定して、気泡面高さと液面高さの比[Q/P]を記録した。
<Evaluation of foam suppression>
The evaluation of foam suppression was performed by the following method.
(1) 175 mL of water-soluble metalworking oil is put into a 200 mL tall beaker having an inner diameter of 5.5 cm, and Biomixer (registered trademark) (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho; BM-2) is placed 1 cm above the bottom of the tall beaker. The tip of the mold was adjusted.
(2) The distance from the bottom of the tall beaker to the liquid level (liquid level height: P (cm)) was recorded.
(3) The water-soluble metalworking oil contained in the tall beaker was temperature-controlled at 25 ° C., and then stirred for 2 minutes at a rotational speed of 8,000 rpm.
(4) 30 seconds after stirring was stopped, the distance from the bottom of the tall beaker to the highest bubble surface (bubble surface height: Q (cm)) was measured, and the ratio of the bubble surface height to the liquid surface height [Q / P] was recorded.
<抑泡持続性−1の評価>
抑泡性の評価において、撹拌時間を30分間に変更した以外は抑泡性の評価と同様な操作を行い、抑泡持続性−1の評価を行った。
<Evaluation of foam suppression persistence-1>
In the evaluation of foam suppression, the same operation as in the evaluation of foam suppression was performed except that the stirring time was changed to 30 minutes, and foam suppression persistence-1 was evaluated.
抑泡性及び抑泡持続性−1の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎:[Q/P]が、1.20未満
○:[Q/P]が、1.20以上1.40未満
×:[Q/P]が、1.40以上
The evaluation of foam suppression and foam persistence-1 was performed according to the following criteria.
A: [Q / P] is less than 1.20 O: [Q / P] is 1.20 or more and less than 1.40 X: [Q / P] is 1.40 or more
<切削加工性の評価>
切削加工性の評価は以下に示す方法で行った。
(1)マシニングセンター(ファナック(株)製;ロボドリル(登録商標)α−T14iFa)を用いてスクエアエンドミルによる金属の切削加工を行った。水溶性金属加工油10Lを容器に入れ、電動ポンプを用いて6.0L/minの流量で容器から加工点に水溶性金属加工油を供給した。供給ノズルの径は5mmであり、2本のノズルから工具及び被切削物を完全に濡らすように供給した。供給した水溶性金属加工油は回収し、再び容器に戻し、循環使用した。
使用工具:エンドミル(オーエスジー(株)製;WX−EDS4)
被切削物:炭素鋼(S45C)、40mm×40mm×厚さ30mm
工具回転速度:5950rpm
送り速度:235mm/min
送り方向:ダウンカット
軸方向の切込み深さ:10.0mm(仕上げ加工)、5.0mm(粗加工)
半径方向の切込み深さ:0.2mm(仕上げ加工)、0.4mm(粗加工)
切削部仕上り形状:10mm×10mm×10mm、コーナー部半径3.0mm
(2)表面粗さ計(テーラーホブソン社製;フォームタリサーフPGI Plus)にてコーナー部分の表面粗さ(Ra)を測定した。
λs値:2.5μm
λc値:0.8mm
評価長さ:4.0mm
<Evaluation of cutting workability>
The machinability was evaluated by the following method.
(1) Metal cutting by a square end mill was performed using a machining center (manufactured by FANUC CORPORATION; ROBODRILL (registered trademark) α-T14iFa). 10 L of water-soluble metal working oil was put in a container, and the water-soluble metal working oil was supplied from the container to the processing point at a flow rate of 6.0 L / min using an electric pump. The diameter of the supply nozzle was 5 mm, and the tool and workpiece were supplied from two nozzles so that they were completely wetted. The supplied water-soluble metalworking oil was recovered, returned to the container again, and recycled.
Tool used: End mill (manufactured by OSG Corporation; WX-EDS4)
Workpiece: Carbon steel (S45C), 40 mm x 40 mm x 30 mm thickness
Tool rotation speed: 5950 rpm
Feeding speed: 235mm / min
Feed direction: Down cut Axial depth of cut: 10.0 mm (finishing), 5.0 mm (roughing)
Radial depth of cut: 0.2 mm (finishing), 0.4 mm (roughing)
Cutting part finished shape: 10 mm x 10 mm x 10 mm, corner radius 3.0 mm
(2) The surface roughness (Ra) of the corner portion was measured with a surface roughness meter (made by Taylor Hobson; Form Talysurf PGI Plus).
λs value: 2.5 μm
λc value: 0.8mm
Evaluation length: 4.0mm
切削加工性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎:Raが0.30μm未満
○:Raが0.30μm以上0.50μm未満
×:Raが0.50μm以上
The machinability was evaluated according to the following criteria.
A: Ra is less than 0.30 μm O: Ra is 0.30 μm or more and less than 0.50 μm ×: Ra is 0.50 μm or more
表1の結果から明らかなように、実施例1〜11の本発明の水溶性金属加工油は何れも、抑泡性と抑泡持続性、さらには切削加工性に優れている。ポリオキシアルキレンモノオール(B)の含有率がポリオキシアルキレンポリオール(A)の重量に対して20重量%以下である実施例1、2、3、6、7、8、9、10、11は特に抑泡性と抑泡持続性に優れている。ポリオキシアルキレンポリオール(A)の含有量が多い実施例2、3、数平均分子量の大きい実施例4、5、11、HLBが低い実施例8、9、10は特に切削加工性に優れている。一方、3価未満のポリオキシアルキレンポリオールを使用している比較例1及び2は、切削加工性には優れるが、抑泡性と抑泡持続性が劣る。3価未満のポリオキシアルキレンポリオールを使用し、シリコーン系消泡剤を添加している比較例3は、切削加工性と抑泡性には優れるが、抑泡持続性が劣る。ポリオキシアルキレンポリオールを含有しない比較例4は、抑泡性と抑泡持続性には優れるが、切削加工性が劣る。3価未満のポリオキシアルキレンポリオールを使用している比較例5は、抑泡性と抑泡持続性が劣り、HLBが大きすぎ、かつ分子量が大きすぎるため、切削加工性も劣る。 これらの結果より、水溶性加工油を循環する工程を有する加工において、本発明の金属加工品の製造方法を用いることで、シリコーン系消泡剤を加えなくても循環中の抑泡性に優れ、繰り返し使用に耐えるため、加工液及び添加用の消泡剤のコストを抑えられることがわかる。 As is clear from the results in Table 1, each of the water-soluble metalworking oils of the present invention of Examples 1 to 11 is excellent in foam suppression property, foam suppression persistence, and cutting workability. Examples 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, and 11 in which the content of the polyoxyalkylene monool (B) is 20% by weight or less based on the weight of the polyoxyalkylene polyol (A) In particular, it is excellent in foam suppression and foam persistence. Examples 2 and 3 with a high content of polyoxyalkylene polyol (A), Examples 4, 5, and 11 with a high number average molecular weight, and Examples 8, 9, and 10 with a low HLB are particularly excellent in machinability. . On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 using a polyoxyalkylene polyol having less than 3 valences are excellent in cutting workability, but are inferior in foam suppression and foam suppression persistence. Comparative Example 3 using a polyoxyalkylene polyol of less than 3 valences and adding a silicone-based antifoaming agent is excellent in cutting workability and foam suppression property, but is inferior in foam suppression persistence. Comparative Example 4 containing no polyoxyalkylene polyol is excellent in foam suppression and foam suppression persistence, but is inferior in cutting workability. Comparative Example 5 using a polyoxyalkylene polyol of less than 3 valences is inferior in antifoaming properties and antifoaming sustainability, HLB is too large, and molecular weight is too large, so that machinability is also inferior. From these results, in the processing having the step of circulating the water-soluble processing oil, by using the method for producing a metal processed product of the present invention, it is excellent in foam suppression performance without adding a silicone-based antifoaming agent. Since it withstands repeated use, it can be seen that the cost of the processing liquid and the antifoaming agent for addition can be reduced.
表2記載の配合比(重量部)で各成分を配合し、実施例12〜20及び比較例6〜10の水溶性金属加工油を調製して、切断加工性、ろ過性、ろ過後の抑泡性の性能評価を行った。 Each component is blended at the blending ratio (parts by weight) shown in Table 2, and water-soluble metalworking oils of Examples 12 to 20 and Comparative Examples 6 to 10 are prepared. Cutting processability, filterability, and suppression after filtration. The foam performance was evaluated.
<切断加工性の評価>
切断加工性の評価は以下に示す方法で行った。
(1)被切断材として125mm角の単結晶シリコンインゴットを用い、ダイヤモンド固定砥粒ワイヤー、シングルワイヤーソー切断機(タカトリ社製、WSD−K2)で切断試験を実施した。
切断条件:ワイヤー素線径90μm、ワイヤー張力10N、ワイヤーピッチ幅350μm、ワイヤー走行速度600m/分、ワイヤー往復回数1回/分、ウエハ切断枚数2枚、切断速度0.6mm/min(昇降位置0mm〜113.5mm),0.2mm/min(昇降位置113.5mm〜130mm)
(2)切断後ウエハの下端より5mmの部分を、表面粗さ測定機(ミツトヨ社製、SURF TEST SV−600)を用いて、ウエハの断面曲線の最大高さ(Pz)を測定した。なお、砥粒の切込み深さが切断時に変動する場合は、ワイヤーの進行方向に対して垂直方向にあるウエハの断面曲線が平坦ではない。すなわち、断面曲線において、基準線からのウエハ断面曲線の最大高さ(Pz)が大きくなる。
測定条件:輪郭曲線フィルタλs2.5μm、基準長さ0.2mm、評価長さ4.0mm、測定長さ5.0mm
<Evaluation of cutting processability>
Evaluation of cutting workability was performed by the method shown below.
(1) A 125 mm square single crystal silicon ingot was used as a material to be cut, and a cutting test was performed with a diamond fixed abrasive wire and a single wire saw cutting machine (manufactured by Takatori Co., Ltd., WSD-K2).
Cutting conditions: Wire strand diameter 90 μm, wire tension 10 N, wire pitch width 350 μm, wire traveling speed 600 m / min, wire reciprocation 1 time / min, wafer cutting number 2 sheets, cutting speed 0.6 mm / min (lifting position 0 mm) ~ 113.5mm), 0.2mm / min (lifting position 113.5mm ~ 130mm)
(2) After cutting, the maximum height (Pz) of the cross-sectional curve of the wafer was measured using a surface roughness measuring instrument (SURF TEST SV-600, manufactured by Mitutoyo Corporation) for a portion 5 mm from the lower end of the wafer. When the cutting depth of the abrasive grains varies during cutting, the cross-sectional curve of the wafer in the direction perpendicular to the wire traveling direction is not flat. That is, in the cross-sectional curve, the maximum height (Pz) of the wafer cross-sectional curve from the reference line increases.
Measurement conditions: contour curve filter λs 2.5 μm, reference length 0.2 mm, evaluation length 4.0 mm, measurement length 5.0 mm
<ろ過性の評価>
ろ過性の評価は以下に示す方法で行った。
(1)メンブレンフィルター(メルク社製、セルロース混合エステル、孔径0.025μm、直径47mm)を挟んだフィルターホルダー(ガラス製、容量150ml)をゴム栓(シリコン製)を介して300ml吸引瓶にセットした。
(2)切断加工性評価後の水溶性金属化工液10mlを、メンブレンフィルター上に注ぎ入れ、吸引瓶を減圧(−95kPa)し、水溶性加工液がろ過し終わるまでの時間を測定した。
<Evaluation of filterability>
The filterability was evaluated by the method shown below.
(1) A filter holder (glass, capacity 150 ml) sandwiching a membrane filter (Merck, cellulose mixed ester, pore size 0.025 μm, diameter 47 mm) was set in a 300 ml suction bottle via a rubber stopper (made of silicon). .
(2) 10 ml of the water-soluble metallizing solution after the evaluation of cutting processability was poured onto the membrane filter, the suction bottle was depressurized (-95 kPa), and the time until the water-soluble processing solution was completely filtered was measured.
<ろ過後の抑泡性の評価>
ろ過後の抑泡性の評価は以下に示す方法で行った。
(1)20mlの蓋付きの瓶にろ過性の評価後の水溶性金属化工液10mlを入れ、25℃にて30秒間上下に激しく振とうした後、静置した。
(2)振とうにより発生した泡が消えるまでの時間を測定した。
<Evaluation of foam suppression after filtration>
Evaluation of foam suppression after filtration was performed by the method shown below.
(1) 10 ml of the water-soluble metallurgical solution after evaluation of filterability was put into a 20 ml bottle with a lid, shaken vigorously up and down at 25 ° C. for 30 seconds, and then allowed to stand.
(2) The time until the bubbles generated by shaking disappeared was measured.
表2の結果から明らかなように、実施例12〜20の本発明の水溶性金属加工油は何れも、切断加工性とろ過性、さらにはろ過後の抑泡性に優れている。一方、3価未満のポリオキシアルキレンポリオールを使用している比較例6及び7は、切断加工性とろ過性には優れるが、ろ過後の抑泡性が劣る。3価未満のポリオキシアルキレンポリオールを使用し、シリコーン系消泡剤を添加している比較例8は、切断加工性が劣り、さらにはフィルターが目詰まりし、ろ過できなかった。ポリオキシアルキレンポリオールを含有しない比較例9は、ろ過性とろ過後の抑泡性には優れるが、切断加工性が劣る。3価未満のポリオキシアルキレングリコールを使用している比較例10は切断加工性には優れるが、分子量が大きすぎるため、ろ過できなかった。これらの結果より、本発明の金属加工品の製造方法を用いることで、シリコーン系消泡剤を添加しなくても抑泡性に優れるため、水溶性金属加工油を循環する行程中に、効率的に切り屑を除去でき、繰り返し使用に耐えるため、加工液及び添加用の消泡剤のコストを抑えられることがわかる。特に、太陽電池用シリコンウエハの加工においては、効率よく切り屑を除去できるため、切り屑によるワイヤーの断線を防ぐ効果を得られる。 As is clear from the results in Table 2, all of the water-soluble metalworking oils of the present invention of Examples 12 to 20 are excellent in cutting processability and filterability, and further in foam suppression after filtration. On the other hand, Comparative Examples 6 and 7 using a polyoxyalkylene polyol having less than 3 valences are excellent in cutting processability and filterability, but inferior in foam suppression after filtration. In Comparative Example 8 using a polyoxyalkylene polyol having less than 3 valences and adding a silicone-based antifoaming agent, the cutting processability was inferior, the filter was clogged, and filtration was not possible. Although the comparative example 9 which does not contain a polyoxyalkylene polyol is excellent in filterability and the foam suppression property after filtration, it is inferior in cutting workability. Comparative Example 10 using less than trivalent polyoxyalkylene glycol was excellent in cutting processability, but could not be filtered because the molecular weight was too large. From these results, by using the method for producing a metal processed product of the present invention, it is excellent in foam suppression without adding a silicone-based antifoaming agent. Therefore, it can be seen that the cost of the processing liquid and the antifoaming agent for addition can be reduced because the chips can be removed and the film can be used repeatedly. In particular, when processing silicon wafers for solar cells, chips can be efficiently removed, so that an effect of preventing wire breakage due to chips can be obtained.
本発明の金属加工品の製造方法は、水溶性金属加鉱油を循環することで、加工液の使用量を減らすことができるため、経済性に優れる。また、廃液量も減らすことができるため、環境負荷が小さいという利点がある。そのため、金属部材の切削、研削、研磨、圧延、プレス、鍛造、引き抜き、焼き入れ、又はダイカスト等の工程を含む金属加工品の製造方法として有用である。 The method for producing a metal processed product of the present invention is excellent in economic efficiency because the amount of the processing fluid can be reduced by circulating the water-soluble metal mineral oil. In addition, since the amount of waste liquid can be reduced, there is an advantage that the environmental load is small. Therefore, it is useful as a method for producing a metal workpiece including processes such as cutting, grinding, polishing, rolling, pressing, forging, drawing, quenching, or die casting of metal members.
Claims (11)
R1[−O−(A1O)m−H]f (1)
[R1は炭化水素基、(A1O)は炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。mは1〜450の数、複数のA1は同一でも異なっていてもよく、mが2以上の場合の(A1O)m部分はランダム付加でもブロック付加でもよい。fは3〜20の整数である。] The metal using the water-soluble metalworking oil according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyoxyalkylene polyol (A) is a trivalent or higher polyoxyalkylene polyol (A1) represented by the following general formula (1). Manufacturing method of processed products.
R 1 [—O— (A 1 O) m —H] f (1)
[R 1 represents a hydrocarbon group, and (A 1 O) represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m is a number from 1 to 450, a plurality of A 1 may be the same or different, and (A 1 O) m in the case where m is 2 or more may be random addition or block addition. f is an integer of 3-20. ]
−(A2O)n(A3O)j(A4O)k− (2)
[(A2O)はオキシエチレン基、(A3O)はオキシプロピレン基、(A4O)はオキシブチレン基を表す。nは0〜350の数、j及びkはそれぞれ0〜100の数であって、j及びkの少なくともどちらかは1以上であり、n/(n+j+k)は0〜0.9である。n、j、kが2以上の場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。] Polyoxyalkylene polyol (A1) in the - (A 1 O) m - method for producing a metal workpiece using a water-soluble metalworking oils described in claim 5 represented by the following general formula (2).
- (A 2 O) n ( A 3 O) j (A 4 O) k - (2)
[(A 2 O) represents an oxyethylene group, (A 3 O) represents an oxypropylene group, and (A 4 O) represents an oxybutylene group. n is a number from 0 to 350, j and k are each a number from 0 to 100, and at least one of j and k is 1 or more, and n / (n + j + k) is 0 to 0.9. When n, j, and k are 2 or more, the addition format may be random addition or block addition. ]
R2[−(A5O)p−H]g (3)
[R2はアンモニア又はアミノ基を有する炭化水素から活性水素を除いた残基、(A5O)は炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。pは1〜450の数、複数のA5は同一でも異なっていてもよく、pが2以上の場合の(A5O)p部分はランダム付加でもブロック付加でもよい。gは3〜20の数である。] The metal using the water-soluble metalworking oil according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyoxyalkylene polyol (A) is a tri- or higher-valent polyoxyalkylene polyol (A2) represented by the following general formula (3). Manufacturing method of processed products.
R 2 [— (A 5 O) p —H] g (3)
[R 2 is a residue obtained by removing active hydrogen from a hydrocarbon having an ammonia or amino group, and (A 5 O) represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. p is a number from 1 to 450, and a plurality of A 5 may be the same or different, and when p is 2 or more, the (A 5 O) p portion may be random addition or block addition. g is a number from 3 to 20. ]
−(A6O)q(A7O)r(A8O)s − (4)
[(A6O)はオキシエチレン基、(A7O)はオキシプロピレン基、(A8O)はオキシブチレン基を表す。qは0〜350の数、r及びsはそれぞれ0〜100の数であって、r及びsの少なくともどちらかは1以上であり、q/(q+r+s)は0〜0.9である。q、r、sが2以上の場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。] The polyoxyalkylene polyol (A2) in the - (A 5 O) p - method for producing a metal workpiece using a water-soluble metalworking oils described in claim 7 represented by the following general formula (4).
- (A 6 O) q ( A 7 O) r (A 8 O) s - (4)
[(A 6 O) represents an oxyethylene group, (A 7 O) represents an oxypropylene group, and (A 8 O) represents an oxybutylene group. q is a number from 0 to 350, r and s are each a number from 0 to 100, and at least one of r and s is 1 or more, and q / (q + r + s) is 0 to 0.9. When q, r, and s are 2 or more, the addition format may be random addition or block addition. ]
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