JP3504323B2 - 焼入れ油 - Google Patents

焼入れ油

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JP3504323B2 JP05132294A JP5132294A JP3504323B2 JP 3504323 B2 JP3504323 B2 JP 3504323B2 JP 05132294 A JP05132294 A JP 05132294A JP 5132294 A JP5132294 A JP 5132294A JP 3504323 B2 JP3504323 B2 JP 3504323B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は焼入れ油に関する。さら
に詳しくは、少量の添加で冷却速度の調整が可能であ
り、熱劣化が少なく耐久性の良い水溶性焼入れ油に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、金属の焼入れ油としては鉱物油系
が用いられてきたが、火災の危険性があり徐々に水溶性
焼入れ油が用いられるようになってきている。水溶性焼
入れ油に使用されるポリマ−には、ポリエチレングリコ
ール、ポリオキシアルキレングリコール、ポリビニルア
ルコール、ポリオールとジイソシアネートとを反応させ
たもの(特開昭50−17308号公報)等の高分子化
合物が用いられている。水溶性焼入れ油には作業時の安
全性の他、高速冷却が可能であることや付着した焼入れ
油の除去が容易である等の長所もあるが、冷却速度が早
すぎて割れが生じ易いという欠点もあった。冷却速度を
割れが生じない程度に調節するためには、前述した高分
子化合物を多量に添加しなくてはならないが、廃液処理
などの問題などから、少量の添加で、熱劣化が少なく耐
久性が良好な水溶性焼入れ油が求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の水溶性焼入れ油より少量添加で冷却速度が十分調整で
き、且つ耐久性の優れた水溶性焼入れ油を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、特定の水溶性ポリエー
テルとジグリシジルエーテルを反応させたポリマ−を用
いることにより、従来の水溶性焼入れ油に比べ少量添加
で冷却速度が十分調整でき、熱による耐久性が優れてい
ることを見いだし、本発明に到達した。
【0005】すなわち本発明は、重量平均分子量が3,
000〜35,000の水溶性ポリアルキレンポリオー
ル(A)およびジグリシジルエーテル(B)から誘導さ
れ、重量平均分子量が20,000〜300,000で
あり、且つ、オキシエチレン単位の含有量が少なくとも
40重量%である水溶性ポリエーテル(C)からなる焼
入れ油である。
【0006】本発明の水溶性ポリオキシアルキレン化合
物(A)としては、例えば、ヒドロキシル基を有する化
合物(a)にエチレンオキサイド(EO)単独、または
EOと他のアルキレンオキサイド[プロピレンオキサイ
ド(PO)、1,2−ブチレンオキサイド、テトラヒド
ロフラン、α−オレフィンオキサイド、アルキレンオキ
サイド置換体(エピクロロヒドリン、スチレンオキサイ
ド等)等]を付加して得られる化合物およびこれらの2
種以上の混合物が挙げられる。(a)にEOと共に他の
アルキレンオキサイドを付加させる場合の付加様式は、
ランダム付加でもブロック付加でもよい。
【0007】(a)としては、例えば多価アルコール類
(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレ
ングリコール、ヘキシレングリコール、ポリオキシテト
ラメチレングリコール、ポリカプロラクタム、ジメチロ
ールプロピオン酸(塩)、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、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、ショ糖など);多価フェノール類
(ヒドロキノン、カテコールなど);ビスフェノール類
(ビスフェノールA、ビスフェノールS、テトラメチル
ビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールSな
ど)が挙げられる。
【0008】これら(A)として例示したもののうち、
好ましくは多価アルコールのEO/POランダム付加物
であり、特に好ましくはエチレングリコール、プロピレ
ングリコールおよびヘキシレングリコールから選ばれる
アルキレングリコールのEO/POランダム付加物であ
る。
【0009】(A)の重量平均分子量は通常3,000
〜35,000、好ましくは4,000〜30,000
である。(A)の重量平均分子量が3,000未満では
ポリエーテル樹脂が水に難溶性となり、35,000を
超えるとジグリシジルエーテル(B)との反応性が乏し
くなり目的とする性能を有するポリエーテルを得ること
が困難となる。
【0010】また、ポリエーテル(C)のポリオール成
分として上記の(A)とともに、必要に応じて、本発明
の水溶性ポリエーテルの水溶性を阻害しない範囲で、他
のヒドロキシル基を有する化合物を併用することができ
る。該他のヒドロキシル基を有する化合物としては、前
記(a)として例示したヒドロキシル基を有する化合物
(但し、水を除く。)などが挙げられる。該化合物の使
用量は、(A)に対して通常10重量%以下である。
【0011】本発明において、ジグリシジルエーテル
(B)としては、例えば、エチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ネオペンチレングリコールジグリシジルエーテル、
グリセリンジグリシジルエーテル、ジグリセリンジグリ
シジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジル
エーテル、ビス[(エポキシプロポキシ)フェニル]プ
ロパンなどのビスフェノールA型のジグリシジルエーテ
ル類およびこれらの2種以上の混合物を挙げることがで
きる。これらのうち好ましいものはビスフェノールA型
のジグリシジルエーテルである。
【0012】(C)の重量平均分子量は、通常20,0
00〜300,000、好ましくは30,000〜20
0,000である。重量平均分子量が20,000未満
では冷却速度の調整が不十分となり、300,000を
超えると焼入油の粘度が上がりすぎ冷却浴からの持ち出
しが多くなり不経済となる。また、(C)の分子量分布
(重量平均分子量/数平均分子量で表す)は、通常1.
2〜6.0、好ましくは1.3〜4.0である。
【0013】(C)中のオキシエチレン単位の含有量は
通常40重量%以上、好ましくは65重量%以上であ
る。オキシエチレン単位の含有量が40重量%未満では
水溶性が不十分となり、焼入れ油の均一性が損なわれる
ことがある。
【0014】(C)の製法は特に制限はなく、触媒とし
てKOH、NaOHなどのアルカリ金属触媒、ジメチル
ベンジルアミンなどのアミン触媒、BF3などの酸触媒
により(A)および(B)を反応させることにより得ら
れる。反応温度は通常30〜200℃、好ましくは80
〜180℃である。反応時間は通常1〜15時間、好ま
しくは3〜10時間である。
【0015】焼入れ油中の(C)の含有量は、通常0.
1〜50重量%、好ましくは1〜40重量%である。ま
た、必要により(C)と共に他の高分子化合物を併用し
てもよい。該高分子化合物としては、例えばポリエチレ
ングリコール、ポリビニルアルコール、水溶性セルロー
ス誘導体、ポリオキシアルキレンポリオールおよびこれ
らの2種以上の混合物が挙げられる。他の高分子化合物
を併用する場合の使用量は特に限定されないが、通常5
0重量%以下である。本発明の焼入れ油には、必要に応
じて公知の防錆剤、防腐剤、消泡剤等が添加されていて
もよい。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下にお
いて「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
【0017】製造例1 ポリエチレングリコール(重量平均分子量6,000)
90部、EO/PO共重合体[ポリプロピレングリコー
ル(重量平均分子量1,700)にEOを付加したも
の;数平均分子量8,500、EO=80重量%]50
部およびポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
(エポキシ当量195)3部と触媒としてKOH 0.
6部を160℃で4時間反応させ、水溶性ポリエーテル
[1]を得た。該[1]の重量平均分子量(ゲルパーメ
ーションクロマトグラフィー;GPC測定値、以下同
様)は43,000、分子量分布は1.4であった。
【0018】製造例2 ポリアルキレンポリオール[ヘキシレングリコールにE
OとPOをランダム付加したもの;重量平均分子量1
5,000、EO=75重量%]200部およびビスフ
ェノールAのジグリシジルエーテル(エポキシ当量19
0)3部と触媒としてジメチルベンジルアミン0.9部
を155℃で6時間反応させ、水溶性ポリエーテル
[2]を得た。該[2]の重量平均分子量は29,00
0、分子量分布は1.6であった。
【0019】製造例3 EO/PO共重合体[エチレングリコールを開始剤とし
てEOとPOをランダム共重合したもの;重量平均分子
量4,000、EO=80重量%]200部およびポリ
プロピレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ
当量200)10部と触媒KOH1.4部を170℃で
8時間反応させ、水溶性ポリエーテル[3]を得た。該
[3]の重量平均分子量は45,000、分子量分布は
1.5であった。
【0020】製造例4 ポリアルキレンポリオール[グリセリンにEOとPOを
ランダム付加したもの;重量平均分子量30,000、
EO=65重量%]200部およびビスフェノールAの
ジグリシジルエーテル(エポキシ当量190)2.7部
と触媒ジメチルベンジルアミン1部を150℃で8時間
反応させ、水溶性ポリエーテル[4]を得た。該[4]
重量平均分子量は58,000、分子量分布は2.4で
あった。
【0021】実施例1〜4および比較例1〜3 製造例1〜4で得られた水溶性ポリエーテル[1]〜
[4]および比較の高分子化合物を表1に示す濃度とな
るように水に溶解して作成した焼入れ油についての冷却
性能および熱劣化性能を表1に示す。なお、冷却性能は
JIS K2242に準じて測定し、液量300ml、
液温30℃において400℃から150℃に冷却すると
きの冷却時間である。熱劣化性能は水溶性ポリエーテル
濃度が10%水溶液であるときの150℃×96hrs
後の粘度低下率である。
【0022】
【表1】 (注1)ポリアルキレンポリオール:EO/POランダ
ム共重合体(重量平均分子量15,000 (注2)ポリアルキレンポリオール:EO/POランダ
ム共重合体(重量平均分子量40,000 (注3)ポリウレタンA :特公昭56−11
731号公報に記載の実施例2に従って合成したポリウ
レタン
【0023】
【発明の効果】本発明の焼入れ油は下記の効果を奏す
る。 (1)従来のものに比べて少量添加で冷却速度を十分調
節できるので、被焼入れ物の歪や割れの発生を抑えるこ
とが出来る。 (2)従来のものに比べて熱劣化性が少なく耐久性が良
好である。 (3)被焼入れ物からの付着した焼入れ油の除去が容易
である。 (4)火災等の危険性がなく、取り扱いが容易である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/56 - 1/60 C08G 65/00 - 67/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量平均分子量が3,000〜35,0
    00の水溶性ポリアルキレンポリオール(A)およびジ
    グリシジルエーテル(B)から誘導され、重量平均分子
    量が20,000〜300,000であり、且つ、オキ
    シエチレン単位の含有量が少なくとも40重量%である
    水溶性ポリエーテル(C)からなる焼入れ油。
  2. 【請求項2】 (A)が、多価アルコールのエチレンオ
    キサイド/プロピレンオキサイドランダム付加物である
    請求項1記載の焼入れ油。
  3. 【請求項3】 多価アルコールがエチレングリコール、
    プロピレングリコールまたはヘキシレングリコールであ
    る請求項2記載の焼入れ油。
  4. 【請求項4】 (B)がエチレングリコールジグリシジ
    ルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエー
    テル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル
    およびビスフェノールAのジグリシジルエーテルの群か
    ら選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれ
    か記載の焼入れ油。
  5. 【請求項5】 (C)の分子量分布(重量平均分子量/
    数平均分子量で表す)が、1.3〜4.0である請求項
    1〜4のいずれか記載の焼入れ油。
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