JP3860711B2 - Oil composition for cutting / grinding with ultra-trace oil supply - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削・研削箇所に微量の油剤を圧縮流体と共に供給する極微量油剤供給方式の切削・研削加工に適した極微量油剤供給式切削・研削加工用油剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。この目的は加工に用いられるドリル、エンドミル、バイト、砥石等の工具の寿命延長や被加工物の表面粗さの向上、それによる加工能率の増大といった機械加工における生産性の向上にある。
切削・研削油剤は、界面活性剤及び潤滑成分を水に希釈して使用する水溶性切削・研削油剤と、鉱物油を主成分として原液のままで使用する不水溶性切削・研削油剤との２種類に大別される。そして従来の切削・研削加工においては比較的大量の切削・研削油剤が加工箇所に供給されている。
切削・研削油剤の最も基本的でかつ重要な機能としては潤滑作用と冷却作用が挙げられる。一般に、不水溶性切削・研削油剤は潤滑性能に、水溶性切削・研削油剤は冷却性能にそれぞれ優れている。不水溶性油剤の冷却効果は水溶性油剤に比べると劣るため、一般に１分間に数リットルから場合によっては数１０リットルもの大量の不水溶性切削・研削油剤が必要になる。
【０００３】
加工能率の向上に有効な切削・研削油剤も別の側面からみると好ましくない点があり、その代表的な問題点として環境への影響が挙げられる。不水溶性、水溶性にかかわらず油剤は使用中に徐々に劣化してついには使用不能な状態になる。例えば、水溶性油剤の場合には微生物の発生によって液の安定性が低下して成分の分離が生じたり、衛生環境を著しく低下させてその使用が不可能となる。また、不水溶性油剤の場合には酸化の進行によって生じる酸性成分が金属材料を腐食させたり、粘度の著しい変化が生じてその使用が不可能となる。また、油剤が切りくず等に付着して消費されたりして廃棄物となる。
このような場合には劣化した油剤を廃棄して新しい油剤が使用される。この時に廃棄物として排出される油剤は環境に影響を及ぼさないように様々な処理が必要になる。例えば、作業能率の向上を優先させて開発されてきた切削・研削油剤には、焼却処理時に有毒なダイオキシンを発生させる可能性のある塩素系化合物が多く用いられているが、これらの化合物の除去処理などが必要になる。このため、塩素系化合物を含まない切削・研削油剤も開発されているが、たとえかかる有害な成分を含まない切削・研削油剤であっても廃棄物の大量排出にともなう環境への影響という問題がある。また、水溶性油剤の場合には環境水域を汚染する可能性があるため、高いコストをかけて高度な処理を施す必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような問題点に対処するために最近では切削・研削箇所に冷風を吹きかけて冷却することにより切削・研削油剤の代用とする検討がなされつつあるが、この場合には、切削・研削油剤に求められている潤滑性という一方の性能は得られない。
この点を補うために通常の1/100000〜1/1000000程度の極微量の油剤を圧縮流体（例えば圧縮空気）と共に切削・研削箇所に供給するシステムが開発されている。このシステムでは、圧縮空気による冷却効果が得られ、また極微量の油剤を用いるために廃棄物量を低減することができ、従って廃棄物の大量排出に伴う環境への影響も改善することができる。しかし、この極微量油剤供給方式を利用する切削・研削加工に求められる性能、即ち、極微量であっても良好な表面の加工物を得ることができ、また工具等の摩耗も少なく、切削・研削を効率よく行える高い性能を持つ切削・研削油剤はまだ提案されておらず、その開発が望まれている。特に極微量油剤供給方式では、油剤はオイルミストして供給されるので、工作機械内部、ワーク、工具、ミストコレクター内等に付着しやすいとの問題が伴う。この場合、付着した油剤がべたつき易いものであると、取り扱い性において支障を来し、作業能率を低下させる原因となる。このため、極微量油剤供給方式に用いる油剤の開発では、油剤はべたつきにくいことが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明は、このような実状に鑑みなされたものであり、その目的は、切削・研削加工箇所に油剤を圧縮流体と共に供給し、油剤の使用量を極微量にして廃棄物として排出される油剤の量を大幅に削減しようとする切削・研削油剤供給方式、すなわち極微量油剤供給方式に適した極微量油剤供給式切削・研削加工用油剤組成物を提供することにある。特に本発明の目的は、油剤が工具等に付着した場合でも殆どべたつくことがない、極めてべたつき性の低い油剤組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者の研究の結果、極微量油剤供給式切削・研削加工用油剤組成物としてエステルを含む油剤を用いることで、切削・研削加工時の作業性、被加工物の仕上がり具合などにおいて非常に有効であることを見出した。特に極微量油剤供給方式で生じがちなミストによる工具等に付着した油剤のべたつき性の改善や更に高い潤滑性を得るためには、一定の特性を有するエステルを用いることが有効であることを見出した。
【０００７】
本発明は、沃素価が０〜４０で水酸基価が０．０１〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ動粘度（４０℃）が７５ｍｍ ２ ／ｓ以下の２〜６価の多価アルコールと炭素数２〜２４の脂肪酸のエステル（但し、下記式（１）で表されるグリセリンエステル及び直鎖脂肪酸とグリセリンのエステル１０〜５０重量部と分岐脂肪酸とグリセリンのエステル５０〜９０重量部とのエステルの混合物を除く）を含有する極微量油剤供給式切削・研削加工用油剤組成物にある。
【化２】
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明はエステルを含有してなる極微量油剤供給式切削・研削加工用油剤組成物であるが、ここで極微量油剤供給式切削・研削加工とは、通常の切削・研削加工に比して1/100000〜1/1000000程度の極微量の油剤を圧縮流体と共に切削・研削箇所に供給しながら行う切削・研削加工を言う。つまり、極微量油剤供給方式は、通常最大でも１ミリリットル／分以下の微量の油剤を圧縮流体（例えば圧縮空気）と共に切削・研削箇所に向けて供給する方式である。なお、圧縮空気以外に窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、水などの圧縮流体を単独で用いたり、あるいはこれらの流体を混合して用いることも可能である。
本発明の極微量油剤供給式切削・研削加工における圧縮流体の圧力は、油剤が飛散して雰囲気を汚染させないような圧力、及び油剤と気体、あるいは液体との混合流体が切削・研削加工点に十分到達できるような圧力に調節される。また、圧縮流体の温度は冷却性の観点から、通常室温（２５℃程度）又は室温から−５０℃に調節される。
【０００９】
本発明の極微量油剤供給式切削・研削加工用油剤組成物（以下、単に油剤組成物あるいは油剤）はエステルを含有してなるものであるが、エステルは天然物（通常は動植物などの天然油脂に含まれるもの）であっても合成物であってもよい。本発明では、得られる油剤組成物の安定性やエステル成分の均一性などの点から合成エステルであることが好ましい。
【００１０】
エステルを構成するアルコールは、２〜６価の多価アルコールであり、酸としては一塩基酸である炭素数２〜２４の脂肪酸である。
【００１２】
２〜６価の多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール（エチレングリコールの３〜１０量体）、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール（プロピレングリコールの３〜１０量体）、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，２−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、トリメチロールアルカン（トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン等）及びこれらの２〜４量体、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，３，５−ペンタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３，４−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等を挙げることができる。２〜６価の多価アルコールは、上記アルコールの混合物であってもよい。より好ましくは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、及びこれらの混合物等である。
【００１３】
本発明のエステルを構成する２〜６価の多価アルコールは、切削及び研削加工においてより優れた潤滑性が得られ、加工物の仕上げ面精度の向上と工具刃先の摩耗防止効果がより大きくなる、流動点の低いものがより得やすく、冬季及び寒冷地での取り扱い性がより向上する、更にべたつき性の低下に寄与するエステルが得られやすくなる等の点から好ましい。
【００１４】
一塩基酸としては、通常炭素数２〜２４の脂肪酸が用いられ、その脂肪酸は直鎖のものでも分岐のものでも良く、また飽和のものでも不飽和のものでも良い。具体的には、例えば、酢酸、プロピオン酸、直鎖状又は分岐状のブタン酸、直鎖状又は分岐状のペンタン酸、直鎖状又は分岐状のヘキサン酸、直鎖状又は分岐状のヘプタン酸、直鎖状又は分岐状のオクタン酸、直鎖状又は分岐状のノナン酸、直鎖状又は分岐状のデカン酸、直鎖状又は分岐状のウンデカン酸、直鎖状又は分岐状のドデカン酸、直鎖状又は分岐状のトリデカン酸、直鎖状又は分岐状のテトラデカン酸、直鎖状又は分岐状のペンタデカン酸、直鎖状又は分岐状のヘキサデカン酸、直鎖状又は分岐状のヘプタデカン酸、直鎖状又は分岐状のオクタデカン酸、直鎖状又は分岐状のヒドロキシオクタデカン酸、直鎖状又は分岐状のノナデカン酸、直鎖状又は分岐状のイコサン酸、直鎖状又は分岐状のヘンイコサン酸、直鎖状又は分岐状のドコサン酸、直鎖状又は分岐状のトリコサン酸、直鎖状又は分岐状のテトラコサン酸等の飽和脂肪酸、アクリル酸、直鎖状又は分岐状のブテン酸、直鎖状又は分岐状のペンテン酸、直鎖状又は分岐状のヘキセン酸、直鎖状又は分岐状のヘプテン酸、直鎖状又は分岐状のオクテン酸、直鎖状又は分岐状のノネン酸、直鎖状又は分岐状のデセン酸、直鎖状又は分岐状のウンデセン酸、直鎖状又は分岐状のドデセン酸、直鎖状又は分岐状のトリデセン酸、直鎖状又は分岐状のテトラデセン酸、直鎖状又は分岐状のペンタデセン酸、直鎖状又は分岐状のヘキサデセン酸、直鎖状又は分岐状のヘプタデセン酸、直鎖状又は分岐状のオクタデセン酸、直鎖状又は分岐状のヒドロキシオクタデセン酸、直鎖状又は分岐状のノナデセン酸、直鎖状又は分岐状のイコセン酸、直鎖状又は分岐状のヘンイコセン酸、直鎖状又は分岐状のドコセン酸、直鎖状又は分岐状のトリコセン酸、直鎖状又は分岐状のテトラコセン酸等の不飽和脂肪酸、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、切削及び研削加工においてより優れた潤滑性が得られ、加工物の仕上げ面精度の向上と工具刃先の摩耗防止効果をより大きくすることができる等の点から特に炭素数３〜２０の飽和脂肪酸、炭素数３〜２２の不飽和脂肪酸及びこれらの混合物が好ましく、炭素数４〜１８の飽和脂肪酸、炭素数４〜１８の不飽和脂肪酸及びこれらの混合物がより好ましい。
【００１５】
本発明のエステルを構成する酸としては、２〜２４の脂肪酸が、粘度指数の高いものがより得やすくミスト性がより良くなる、またべたつき性の低下に寄与するエステルが得られやすくなる等の点から好ましい。
【００１７】
上記多価アルコールと上記脂肪酸とのエステルは、切削及び研削加工においてより優れた潤滑性が得られ、加工物の仕上げ面精度の向上と工具刃先の摩耗防止効果がより大きくなる、流動点の低いものがより得やすく、冬季及び寒冷地での取り扱い性がより向上する、粘度指数の高いものがより得やすくミスト性がより良くなる、更にべたつき性の低下に寄与するエステルが得られやすくなる等の点から好ましい。
【００１８】
使用可能な天然油脂としては、特に限定されないが、好ましくは例えば、パーム油、パーム核油、菜種油、大豆油、ハイオレイック菜種油、及びハイオレイックサンフラワー油などの植物油、ラードなどの動物油を挙げることができる。
【００１９】
本発明において、アルコール成分として多価アルコールを用いた場合に得られるエステルは、多価アルコール中の水酸基全てがエステル化された完全エステルでも良く、あるいは水酸基の一部がエステル化されず水酸基のままで残っている部分エステルでも良い。また、酸成分として多塩基酸を用いた場合に得られる有機酸エステルは、多塩基酸中のカルボキシル基全てがエステル化された完全エステルでも良く、あるいはカルボキシル基の一部がエステル化されずカルボキシル基のままで残っている部分エステルであっても良い。
【００２０】
本発明の油剤組成物にはエステルを含有させることにより、全体的にべたつき性を改善することができるが、更にべたつき性の低い油剤を得るためには、沃素価が０〜４０の範囲にあるエステル及び／又は臭素価が０〜５０ｇＢｒ２／１００ｇの範囲にあるエステルを用いることが好ましい。
エステルの沃素価は、好ましくは０〜２０の範囲、最も好ましくは０〜１０の範囲にある。
エステルの臭素価は、更に好ましくは０〜３０ｇＢｒ２／１００ｇの範囲、更に好ましくは０〜２０ｇＢｒ２／１００ｇの範囲、最も好ましくは０〜１０ｇＢｒ２／１００ｇの範囲にある。ここで、エステルの沃素価は、ＪＩＳ Ｋ ００７０「化学製品の酸価、ケン化価、エステル価、沃素価、水酸基価及び不ケン化価物の測定方法」の指示薬滴定法により測定した値を意味する。またエステルの臭素価は、ＪＩＳ Ｋ ２６０５「化学製品―臭素価試験方法−電気滴定法」により測定した値を意味する。
【００２１】
べたつき性の低い油剤組成物に更に良好な潤滑性能を付与させるためには水酸基価が０．０１〜３００ｍｇＫＯＨ/ｇの範囲にあるエステル及び/又はケン価が１００〜５００ｍｇＫＯＨ/ｇの範囲にあるエステルを用いることが好ましい。本発明において更に高い潤滑性を得るためにエステルの水酸基価の上限値は、更に好ましくは２００ｍｇＫＯＨ/ｇであり、最も好ましくは１５０ｍｇＫＯＨ/ｇであり、一方その下限値は、更に好ましくは０．１ｍｇＫＯＨ/ｇであり、更に好ましくは０．５ｍｇＫＯＨ/ｇであり、更に好ましくは１ｍｇＫＯＨ/ｇであり、更に好ましくは３ｍｇＫＯＨ/ｇであり、最も好ましくは５ｍｇＫＯＨ/ｇである。
エステルのケン化価の上限値は更に好ましくは４００ｍｇＫＯＨ/ｇであり、一方その下限値は更に好ましくは２００ｍｇＫＯＨ/ｇにある。ここで、エステルの水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ ００７０「化学製品の酸価、ケン化価、エステル価、沃素価、水酸基価及び不ケン化価物の測定方法」の指示薬滴定法により測定した値を意味する。またケン化価は、ＪＩＳ Ｋ ２５０３「航空潤滑油試験方法」の指示薬滴定法により測定した値を意味する。
【００２２】
本発明のエステルの動粘度については、加工箇所への供給のしやすさの点から４０℃における動粘度の上限値は７５ｍｍ２／ｓであり、最も好ましくは５０ｍｍ２／ｓである。一方、その下限値は、１ｍｍ２／ｓであることが好ましく、更に好ましくは３ｍｍ２／ｓであり、最も好ましくは５ｍｍ２／ｓである。
本発明のエステルの流動点および粘度指数には特に制限はないが流動点は−２０℃以下であることが好ましく、更に好ましくは−４５℃以下である。粘度指数は１００以上２００以下であることが望ましい。
【００２３】
本発明の油剤組成物に用いられるエステルの含有量には特に制限はない。しかしながら、バクテリア等の微生物による油剤成分の分解がより容易に行われ、周辺の環境が維持される生分解性の点から、組成物全量基準で１０質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることが更に好ましく、３０質量％以上であることが更に好ましく、最も好ましくは５０質量％以上である。
【００２４】
本発明の油剤組成物に、上記エステル以外の成分を配合する場合には、切削・研削油として従来公知の基油、添加剤を用いることができる。
基油は、鉱油でも合成油（但し、エステルは除く）でも良い。鉱油としては、例えば、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等の油を挙げることができる。また合成油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン（ポリブテン、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等）、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル等が使用できる。これらの基油を用いる場合の配合量は特に制限はないが、組成物全量基準で９０質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であることが更に好ましく、５０質量％以下であることが最も好ましい。本発明では、生分解性の点から基油を上記の特性を有するエステル成分のみ（１００質量％）で構成することが好ましい。
【００２５】
従来公知の添加剤としては、例えば、２，６−ジ−tert−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−tert−ブチルフェノール）、４，４’−ビス（２，６−ジ−tert−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（６−tert−ブチル−ｏ−クレゾール）等に代表される酸化防止剤；脂肪酸、アルコール等の油性剤；塩素系、硫黄系、りん系、有機金属系の極圧添加剤；ジエチレングリコールモノアルキルエーテル等の湿潤剤；アクリルポリマー、パラフィンワックス、マイクロワックス、スラックワックス、ポリオレフィンワックス等の造膜剤；脂肪酸アミン塩等の水置換剤；グラファイト、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ポリエチレン粉末等の固体潤滑剤；アミン、アルカノールアミン、アミド、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸、リン酸塩等の腐食防止剤；ベンゾトリアゾール、チアジアゾール等の金属不活性化剤；メチルシリコーン、フルオロシリコーン、ポリアクリレート等の消泡剤；アルケニルコハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアルケニルアミンアミノアミド等の無灰分散剤；等が挙げられる。これらの公知の添加剤を併用する場合の含有量は特に制限はないが、これらの公知の添加剤の合計含有量が組成物全量基準で０．１〜１０質量％となるような量で添加するのが一般的である。
【００２６】
本発明の油剤組成物の動粘度については特に制限はないが、加工箇所への供給のしやすさの点から、４０℃における動粘度の上限値は２００ｍｍ2／ｓであることが好ましく、更に好ましくは１００ｍｍ2／ｓであり、更に好ましくは７５ｍｍ2／ｓであり、最も好ましくは５０ｍｍ2／ｓである。一方、その下限値は、１ｍｍ2／ｓであることが好ましく、更に好ましくは３ｍｍ2／ｓであり、最も好ましくは５ｍｍ2／ｓである。
【００２７】
以下、実施例と比較例により、本発明の内容を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００２８】
[実施例１]及び[比較例１〜３]
本発明に係る油剤組成物（実施例１）及び比較のための各種の油剤組成物（比較例１、２）として以下のものを用いた。
実施例１：トリメチロールプロパンと、ｎ−Ｃ6の酸、ｎ−Ｃ8の酸、及びｎ−Ｃ10の酸の混合物（混合モル比７：５９：３４）とのエステル（４０℃動粘度１９．１ｃＳｔ）
【００２９】
比較例１：市販水溶性切削油原液（比重１．０４、不揮発分３０質量％）を２容量％に希釈したもの（表面張力３６ｍＮ／ｍ、ｐＨ＝８．６）
比較例２：市販不水溶性切削油（４０℃動粘度７．１ｃＳｔ、塩素分３．６質量％）
【００３０】
上記各種の油剤組成物の試料油を用いて、旋削加工を行い、以下に示すような（１）工具すくい面の摩擦係数、（２）工具逃げ面の摩耗幅、及び（３）切削面の最大表面粗さを測定した。その結果を表１に示した。なお、比較例１の場合については、直接加工箇所に吹きつけて供給し、その他のものは以下のように極微量の油剤を大量の空気と共に加工箇所に供給した。また、比較例３として油剤なしの場合（空気のみを吹き付けた場合）についても上記の測定を行った。また、参考までに使用した各種の試料油の廃液処理の際の環境への影響の度合いを表１に併記した。
【００３１】
［極微量油剤供給方法］
高速軸受潤滑において使用されるオイルエア潤滑ユニットを使用し、オイルタンクから一定量の油剤を送り出すミキシングバルブをタイマーによって一定間隔（１ｍｉｎ／ｓｈｏｔ）で作動させ、油剤を圧縮空気が流れる供給管に吐出させ、空気と混合して供給管から切刃先端に供給した。なお、油剤吐出空気圧は０．４ＭＰａ、圧縮空気圧は０．６ＭＰａで行った。
【００３２】
（１）試験１（工具すくい面の摩擦係数）
下記条件により旋削加工を行い、開始から１秒経過後の工具すくい面の摩擦係数を測定した。
旋削条件
・被加工材：Ｓ４５Ｃ(炭素鋼)
・工具材質：超鋼(Ｐ２０材)
・切削速度：１２５ｍ/ｍｉｎ
・送り ：０．１２５ｍｍ/ｒｅｖ
・切り込み：１．５ｍｍ
【００３３】
（２）試験２（工具の逃げ面の摩耗幅）
下記条件により旋削加工を行い、開始から２００秒経過後の工具の逃げ面の摩耗幅（ｍｍ）を測定した。
旋削条件
・被加工材：ＳＮＣＭ４３９(合金鋼)
・工具材質：超鋼(Ｐ２０材)
・切削速度：２５０ｍ/ｍｉｎ
・送り ：０．２５ｍｍ/ｒｅｖ
・切り込み：１．０ｍｍ
【００３４】
（３）試験３（切削面の最大表面粗さ）
下記条件により旋削加工を行い、開始から１５０秒経過後の切削面の最大表面粗さ（μｍ）を測定した。
旋削条件
・被加工材：ＳＮＣＭ４３９(合金鋼)
・工具材質：超鋼(Ｐ２０材)
・切削速度：２５０ｍ/ｍｉｎ
・送り ：０．２５ｍｍ/ｒｅｖ
・切り込み：１．０ｍｍ
【００３５】
【表１】
表１の結果からも明らかなとおり、本発明に係る実施例の油剤組成物は、環境への影響が少なく、微量でも、被加工物の表面状態が良好なものとなり、かつ工具の摩耗性も向上し、工具の寿命延長を図ることができる。
これに対して、市販の水溶性切削油を用いた比較例１は、環境への影響が大きく、かつ工具の摩耗性が悪い。市販の不水溶性切削油を用いた比較例２は、環境への影響が大きく、被加工物の切削面の状態が悪く、かつ工具の摩耗性も悪い。油剤を用いなかった比較例３は、被加工物の切削面の状態が悪く、かつ工具の摩耗性も悪い。
【００３７】
［実施例及び比較例］
下記の合成エステル及び／又は天然油脂を用いて下記の表２に示す各種の油剤組成物を調製し、べたつき性の評価及びタッピング試験による潤滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。なお、タッピング試験では、油剤組成物を用いることなく空気のみを吹き付けた場合の例を比較例７として評価し、その評価結果を表２に併記した。
（合成エステル）
ａ：トリメチロールプロパンと、ｎ−Ｃ６の酸、ｎ−Ｃ８の酸、及びｎ−Ｃ１０の酸の混合物（混合モル比７：５９：３４）とのトリエステル
ｂ：ペンタエリスリトールとｎ−Ｃ８の酸とのテトラエステル
ｃ：トリメチロールプロパンとｎ−Ｃ８の酸及びｎ−Ｃ１８の酸の混合物（混合モル比４０：６０）とのトリエステル
ｄ：トリメチロールプロパンとｎ−Ｃ１０の酸とのジエステル
ｅ：ペンタエリスリトールとｎ−Ｃ５の酸とのジエステル
【００３８】
（天然油脂）
α：市販のパーム核油
β：市販のラード油
γ：市販の菜種油
【００３９】
[べたつき性の評価]
アルミ皿（１００ｍｍ×７０ｍｍ）上に油剤組成物を５ｍｌ入れ、７０℃の恒温槽に３３６時間静置後、油剤組成物付着部分のべたつきの程度を５段階にて指触判断した。またＧＰＣにて試験前後の質量平均分子量を測定し、変化率を求めた。
べたつき性の５段階評価は下記の通りである。
Ａ：べたつきは全くない。
Ｂ：べたつきが全くないか、あっても極わずかである。
Ｃ：べたつきがわずかにある。
Ｄ：べたつきがある。
Ｅ：べたつきが非常にある。
【００４０】
[潤滑性の評価（タッピング試験）]
各油剤組成物及び比較標準油（ＤＩＤＡ：アジピン酸ジイソデシル）を交互に用いて、下記の条件によりタッピング試験を行った。それぞれの場合のタッピングエネルギーを測定し、下記の式により、タッピングエネルギー効率（％）を算出した。タッピングエネルギー効率％の値が高い程、潤滑性が高いことを示す。
タッピングエネルギー効率（％）＝（ＤＩＤＡを用いた場合のタッピングエネルギー）/（油剤組成物を用いた場合のタッピングエネルギー）
タッピング条件
工具：ナットタップＭ８（Ｐ＝１．２５ｍｍ）
下穴径：φ７．２ｍｍ
ワーク：Ｓ２５Ｃ（ｔ＝１０ｍｍ）
切削速度：９．０ｍ/分
油剤供給方式
各油剤組成物：圧縮空気０．２ＭＰａ、油剤組成物２５ｍｌ/ｈの条件 で吹き付け
ＤＩＤＡ：圧縮空気を用いることなく、直接加工部位に４．３ｍＬ／分の条件で吹き付け
【００４１】
【表２】
表２の結果から、沃素価及び臭素価の値がそれぞれ０〜４０、０〜５０ｇＢｒ２／１００ｇの範囲にあるエステルを含む油剤組成物は低いべたつき性を示していることがわかる。又これらのエステルを含む油剤組成物は、特にその水酸基価が０．０１〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にある場合に良好な潤滑性をも兼ね備えていることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
エステルを用いることで、切削・研削箇所に微量の油剤組成物を空気とともに供給する極微量油剤供給方式の切削・研削加工に適した油剤組成物を提供することができる。特に沃素価及び臭素価の値が特定の範囲にあるエステルを用いることで油剤のべたつき性を改善できるため、油剤の付着した工具などの取り扱い性やそれによる作業性の悪化を回避することができる。また特定の水酸基価のエステルを用いることにより、潤滑性の高い油剤組成物を得ることができ、従って切削・研削加工を効率良く行うことが可能になる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oil composition for cutting / grinding that is suitable for cutting / grinding using a very small amount of oil supply system that supplies a small amount of oil together with a compressed fluid to a cutting / grinding location.
[0002]
[Prior art]
Generally, cutting and grinding fluids are used in cutting and grinding. The purpose is to improve productivity in machining such as extending the life of tools such as drills, end mills, tools, and grindstones used for machining, improving the surface roughness of workpieces, and thereby increasing machining efficiency.
Cutting / grinding fluids are water-soluble cutting / grinding fluids that use diluted surfactants and lubricating components in water, and non-water-soluble cutting / grinding fluids that use mineral oil as the main ingredient and remain as undiluted solutions. Broadly divided into types. In a conventional cutting / grinding process, a relatively large amount of cutting / grinding fluid is supplied to the processing location.
The most basic and important functions of cutting and grinding fluids are lubrication and cooling. In general, water-insoluble cutting and grinding fluids are excellent in lubrication performance, and water-soluble cutting and grinding fluids are excellent in cooling performance. Since the cooling effect of a water-insoluble oil agent is inferior to that of a water-soluble oil agent, a large amount of water-insoluble cutting / grinding oil agent is generally required from several liters per minute to tens of liters in some cases.
[0003]
Cutting and grinding fluids effective for improving the processing efficiency are not preferable from another aspect, and a typical problem is the influence on the environment. Regardless of water-insolubility and water-solubility, oils gradually deteriorate during use and eventually become unusable. For example, in the case of a water-soluble oil agent, the stability of the liquid is reduced due to the generation of microorganisms, resulting in separation of components, or the sanitary environment is significantly reduced, making its use impossible. Further, in the case of a water-insoluble oil agent, an acidic component generated by the progress of oxidation corrodes the metal material or causes a significant change in viscosity, making it impossible to use. Further, the oil agent adheres to chips and is consumed and becomes waste.
In such a case, the deteriorated oil is discarded and a new oil is used. At this time, the oil discharged as waste requires various treatments so as not to affect the environment. For example, in cutting and grinding fluids that have been developed with priority on improving work efficiency, many chlorine-based compounds that may generate toxic dioxins during incineration are used. Removal of these compounds Processing is required. For this reason, cutting and grinding fluids that do not contain chlorinated compounds have also been developed, but even with such cutting and grinding fluids that do not contain such harmful components, there is a problem of the environmental impact associated with the massive discharge of waste. is there. Further, in the case of water-soluble oils, there is a possibility of polluting the environmental water area, so it is necessary to perform advanced treatment at high cost.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Recently, in order to deal with the above-mentioned problems, a study is being made to replace the cutting / grinding fluid by blowing cold air on the cutting / grinding portion and cooling it. On the other hand, it is impossible to obtain one of the properties required for lubrication.
In order to make up for this problem, a system has been developed that supplies a very small amount of a normal amount of 1 / 100,000 to 1 / 1000,000, together with a compressed fluid (for example, compressed air) to a cutting / grinding location. In this system, a cooling effect by compressed air can be obtained, and the amount of waste can be reduced because a very small amount of oil is used. Therefore, the influence on the environment due to a large amount of waste can be improved. However, the performance required for cutting / grinding using this trace amount oil supply method, that is, it is possible to obtain a workpiece with a good surface even with a trace amount, and there is little wear of tools, etc. Cutting / grinding fluids with high performance capable of efficient grinding have not been proposed yet, and their development is desired. In particular, in the trace amount oil supply method, the oil is supplied as an oil mist, which causes a problem that it easily adheres to the inside of the machine tool, the workpiece, the tool, the mist collector, and the like. In this case, if the adhering oil agent is easily sticky, the handling property is hindered and the work efficiency is lowered. For this reason, it is desirable that the oil agent is not sticky in the development of the oil agent used in the ultra-trace oil agent supply method.
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to supply an oil together with a compressed fluid to a cutting / grinding portion, and to reduce the amount of the oil to be used and to be discharged as waste. It is an object of the present invention to provide an oil composition for cutting / grinding processing that is suitable for a cutting / grinding oil supply system, that is, an ultra-trace oil supply system that is intended to greatly reduce the amount of oil. In particular, an object of the present invention is to provide an oil agent composition having extremely low stickiness, which hardly sticks even when the oil agent adheres to a tool or the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of the research of the inventors of the present invention, by using an oil containing an ester as an oil composition for cutting / grinding with a very small amount of oil supply, in workability at the time of cutting / grinding, the finish of the workpiece, etc. I found it very effective. In particular, it has been found that it is effective to use an ester having a certain characteristic in order to improve the stickiness of the oil agent attached to the tool or the like due to mist that tends to occur in the trace amount oil agent supply system and to obtain higher lubricity. It was.
[0007]
The present invention relates to a 2 to 6 valent polyhydric alcohol having an iodine value of 0 to 40, a hydroxyl value of 0.01 to 300 mgKOH / g, and a kinematic viscosity (40 ° C.) of 75 mm 2 / s or less, and 2 carbon atoms. Esters of -24 fatty acids (however, glycerol esters represented by the following formula (1) and mixtures of linear fatty acids and glycerol esters 10 to 50 parts by weight and branched fatty acids and glycerol esters 50 to 90 parts by weight) In the oil composition for cutting / grinding , containing a trace amount of oil.
[Chemical 2]
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is an oil composition for cutting / grinding with a very small amount of oil containing ester, and here, the cutting / grinding with a very small amount of oil is compared with normal cutting / grinding. This refers to cutting / grinding that is performed while supplying an extremely small amount of oil of about 1/100000 to 1/1000000 to the cutting / grinding location together with the compressed fluid. That is, the extremely small amount of oil supply method is a method of supplying a small amount of oil of 1 ml / min or less to a cutting / grinding location together with a compressed fluid (for example, compressed air). In addition to compressed air, a compressed fluid such as nitrogen, argon, helium, carbon dioxide, and water can be used alone, or these fluids can be mixed and used.
The pressure of the compressed fluid in the cutting / grinding process of the ultra-trace oil supply type of the present invention is such that the oil does not scatter and pollutes the atmosphere, and the mixed fluid of the oil and gas or liquid is the cutting / grinding point. The pressure is adjusted so that it can be reached sufficiently. Further, the temperature of the compressed fluid is usually adjusted to room temperature (about 25 ° C.) or from room temperature to −50 ° C. from the viewpoint of cooling properties.
[0009]
The oil composition for cutting / grinding processing of the present invention (hereinafter simply referred to as oil composition or oil) contains an ester, but the ester is a natural product (usually natural oils such as animals and plants). Or a synthetic product. In this invention, it is preferable that it is a synthetic ester from points, such as stability of the obtained oil agent composition and the uniformity of an ester component.
[0010]
The alcohol which comprises ester is a 2-6 valent polyhydric alcohol, and is a C2-C24 fatty acid which is a monobasic acid as an acid.
[0012]
Examples of the divalent to hexavalent polyhydric alcohol include, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol (3 to 10 mer of ethylene glycol), propylene glycol, dipropylene glycol, and polypropylene glycol (3 to 10 mer of propylene glycol). 1,3-propanediol, 2-methyl-1,2-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, glycerin, diglycerin, triglycerin, trimethylolalkane (trimethylolethane, Trimethylolpropane, trimethylolbutane, etc.) and their 2-4 tetramers, pentaerythritol, dipentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,3,5-pentanetriol, 1,2,6-hexa Triol, 1,2,3,4-butane tetrol, sorbitol, sorbitan, sorbitol glycerin condensate, can be cited adonitol, arabitol, xylitol, mannitol and the like. The divalent to hexavalent polyhydric alcohol may be a mixture of the above alcohols. Ri preferably yo, ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitan, and mixtures thereof.
[0013]
The divalent to hexavalent polyhydric alcohol constituting the ester of the present invention provides better lubricity in cutting and grinding, and improves the finished surface accuracy of the workpiece and the effect of preventing wear of the tool edge. , is more easily obtained having low pour points, is further improved handling property in winter and cold districts, points or RaYoshimi Masui such further stickiness contribute ester to reduced can be easily obtained.
[0014]
As the monobasic acid, a fatty acid having 2 to 24 carbon atoms is usually used. The fatty acid may be linear or branched, and may be saturated or unsaturated. Specifically, for example, acetic acid, propionic acid, linear or branched butanoic acid, linear or branched pentanoic acid, linear or branched hexanoic acid, linear or branched heptane Acid, linear or branched octanoic acid, linear or branched nonanoic acid, linear or branched decanoic acid, linear or branched undecanoic acid, linear or branched dodecane Acid, linear or branched tridecanoic acid, linear or branched tetradecanoic acid, linear or branched pentadecanoic acid, linear or branched hexadecanoic acid, linear or branched heptadecane Acid, linear or branched octadecanoic acid, linear or branched hydroxyoctadecanoic acid, linear or branched nonadecanoic acid, linear or branched icosanoic acid, linear or branched Henicosanoic acid, linear or branched Saturated fatty acids such as cosanoic acid, linear or branched tricosanoic acid, linear or branched tetracosanoic acid, acrylic acid, linear or branched butenoic acid, linear or branched pentenoic acid, Linear or branched hexenoic acid, linear or branched heptenoic acid, linear or branched octenoic acid, linear or branched nonenoic acid, linear or branched decenoic acid, Linear or branched undecenoic acid, linear or branched dodecenoic acid, linear or branched tridecenoic acid, linear or branched tetradecenoic acid, linear or branched pentadecenoic acid, Linear or branched hexadecenoic acid, linear or branched heptadecenoic acid, linear or branched octadecenoic acid, linear or branched hydroxyoctadecenoic acid, linear or branched nonadecene Acid, linear or branched Unsaturated fatty acids such as cocenoic acid, linear or branched heicosenoic acid, linear or branched docosenoic acid, linear or branched tricosenoic acid, linear or branched tetracosenoic acid, and the like And the like. Among these, in particular, the number of carbon atoms is 3 to 20 from the standpoint that excellent lubricity can be obtained in cutting and grinding, the finished surface accuracy of the workpiece can be improved, and the wear prevention effect of the tool edge can be further increased. Saturated fatty acids, unsaturated fatty acids having 3 to 22 carbon atoms and mixtures thereof are preferred, saturated fatty acids having 4 to 18 carbon atoms, unsaturated fatty acids having 4 to 18 carbon atoms and mixtures thereof are more preferred.
[0015]
As the acid constituting the ester of the present invention, those having 2 to 24 fatty acids having a high viscosity index are more easily obtained and the mist properties are improved, and esters that contribute to the reduction in stickiness are easily obtained. RaYoshimi Masui or points.
[0017]
The ester of the polyhydric alcohol and the fatty acid provides better lubricity in cutting and grinding, improves the finished surface accuracy of the workpiece, and increases the wear prevention effect of the tool edge, has a low pour point. Things are easier to obtain, handling in winter and cold regions is improved, things with a high viscosity index are easier to obtain, mist properties are better, and esters that contribute to lower stickiness are more likely to be obtained, etc. good preferable from the standpoint of.
[0018]
Examples of natural fats and oils that can be used include, but are not limited to, vegetable oils such as palm oil, palm kernel oil, rapeseed oil, soybean oil, high oleic rapeseed oil, and high oleic sunflower oil, and animal oils such as lard. Can do.
[0019]
In the present invention, the ester obtained when a polyhydric alcohol is used as the alcohol component may be a complete ester in which all the hydroxyl groups in the polyhydric alcohol are esterified, or a part of the hydroxyl groups are not esterified and remain as hydroxyl groups. The remaining partial ester may be used. The organic acid ester obtained when a polybasic acid is used as the acid component may be a complete ester in which all the carboxyl groups in the polybasic acid are esterified, or a part of the carboxyl groups is not esterified and carboxylated. It may be a partial ester remaining as a group.
[0020]
By adding an ester to the oil composition of the present invention, the overall stickiness can be improved. However, in order to obtain an oil agent having a lower stickiness, the iodine value is in the range of 0 to 40. esters and / or bromine number is preferably used an ester in the range of 0~50gBr 2 / 100g.
Iodine value of the ester is good Mashiku the range of 0 to 20, and most preferably in the range of 0.
Bromine number of the ester is more preferably in the range of 0~30gBr 2 / 100g, more preferably in the range of 0~20gBr 2 / 100g, and most preferably from 0~10gBr 2 / 100g. Here, the iodine value of the ester is a value measured by an indicator titration method according to JIS K 0070 “Method for measuring acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and non-saponification value of a chemical product”. means. The bromine number of the ester means a value measured according to JIS K 2605 “Chemical product—Bromine number test method—Electro titration method”.
[0021]
An ester having a hydroxyl value in the range of 0.01 to 300 mgKOH / g and / or an ester having a ken number in the range of 100 to 500 mgKOH / g in order to impart better lubricating performance to the oily composition having low stickiness Is preferably used. In order to obtain even higher lubricity in the present invention, the upper limit of the hydroxyl value of the ester is more preferably 200 mgKOH / g, most preferably 150 mgKOH / g, while the lower limit is more preferably 0.1 mgKOH / g. / g, more preferably 0.5 mgKOH / g, more preferably 1 mgKOH / g, still more preferably 3 mgKOH / g, and most preferably 5 mgKOH / g.
The upper limit of the saponification value of the ester is more preferably 400 mg KOH / g, while the lower limit is more preferably 200 mg KOH / g. Here, the hydroxyl value of the ester is a value measured by an indicator titration method according to JIS K 0070 “Method for measuring acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and unsaponified value of a chemical product”. means. The saponification value means a value measured by an indicator titration method of JIS K 2503 “Aeronautical Lubricating Oil Test Method”.
[0022]
The kinematic viscosity of the esters of the present invention, the upper limit of the kinematic viscosity at 40 ° C. from the standpoint of ease and the supply to the machining spot is 7 5 mm 2 / s, most preferably 50 mm 2 / s. On the other hand, the lower limit is preferably 1 mm 2 / s, more preferably 3 mm 2 / s, and most preferably 5 mm 2 / s.
The pour point and viscosity index of the ester of the present invention are not particularly limited, but the pour point is preferably −20 ° C. or lower, more preferably −45 ° C. or lower. The viscosity index is desirably 100 or more and 200 or less.
[0023]
There is no restriction | limiting in particular in content of the ester used for the oil agent composition of this invention. However, from the viewpoint of biodegradability in which the oil component is more easily decomposed by microorganisms such as bacteria and the surrounding environment is maintained, it is preferably 10% by mass or more based on the total amount of the composition, and 20% by mass. More preferably, it is more preferably 30% by mass or more, and most preferably 50% by mass or more.
[0024]
When a component other than the above ester is blended in the oil composition of the present invention, conventionally known base oils and additives can be used as the cutting / grinding oil.
The base oil may be mineral oil or synthetic oil (excluding esters). As mineral oil, for example, a lubricating oil fraction obtained by subjecting crude oil to atmospheric distillation and vacuum distillation is subjected to solvent removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid washing And oils such as paraffinic and naphthenic oils purified by appropriately combining purification treatments such as clay treatment. As synthetic oils, for example, poly-α-olefin (polybutene, 1-octene oligomer, 1-decene oligomer, etc.), alkylbenzene, alkylnaphthalene, polyoxyalkylene glycol, polyphenyl ether and the like can be used. The blending amount in the case of using these base oils is not particularly limited, but is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less based on the total amount of the composition. Is most preferred. In the present invention, it is preferable that the base oil is composed of only the ester component (100% by mass) having the above characteristics from the viewpoint of biodegradability.
[0025]
Examples of conventionally known additives include 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), 4,4′-bis (2 , 6-di-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis (6-tert-butyl-o-cresol) and the like; oily agents such as fatty acids and alcohols; chlorine-based, sulfur-based, Phosphorous and organometallic extreme pressure additives; wetting agents such as diethylene glycol monoalkyl ether; film-forming agents such as acrylic polymer, paraffin wax, microwax, slack wax, and polyolefin wax; water displacement agents such as fatty acid amine salts; Solid lubricants such as graphite, fluorinated graphite, molybdenum disulfide, boron nitride, polyethylene powder; amines, alkanolamines, amides, carboxylic acids, carbonates Corrosion inhibitors such as rubonic acid salts, sulfonic acid salts, phosphoric acid, and phosphates; metal deactivators such as benzotriazole and thiadiazole; antifoaming agents such as methyl silicone, fluorosilicone, and polyacrylate; alkenyl succinimides Ashless dispersants such as benzylamine, polyalkenylamine aminoamide, and the like. The content when these known additives are used in combination is not particularly limited, but is added in such an amount that the total content of these known additives is 0.1 to 10% by mass based on the total amount of the composition. It is common to do.
[0026]
Although there is no restriction | limiting in particular about the kinematic viscosity of the oil agent composition of this invention, From the point of the ease of supply to a process location, it is preferable that the upper limit of kinematic viscosity in 40 degreeC is 200 mm < 2 > / s, Furthermore, Preferably it is 100 mm < 2 > / s, More preferably, it is 75 mm < 2 > / s, Most preferably, it is 50 mm < 2 > / s. On the other hand, the lower limit is preferably 1 mm 2 / s, more preferably 3 mm 2 / s, and most preferably 5 mm 2 / s.
[0027]
Hereinafter, the contents of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0028]
[Example 1] and [Comparative Examples 1-3]
The following were used as the oil composition (Example 1) according to the present invention and various oil compositions for comparison (Comparative Examples 1 and 2).
Example 1: Ester (40 ° C. kinematic viscosity) of trimethylolpropane and a mixture of nC 6 acid, nC 8 acid, and nC 10 acid (mixing molar ratio 7:59:34) 19.1 cSt)
[0029]
Comparative Example 1: Commercially available water-soluble cutting oil stock solution (specific gravity 1.04, nonvolatile content 30% by mass) diluted to 2% by volume (surface tension 36 mN / m, pH = 8.6)
Comparative Example 2: Commercial water-insoluble cutting oil (40 ° C. kinematic viscosity 7.1 cSt, chlorine content 3.6 mass%)
[0030]
Using the sample oils of the various oil compositions described above, turning is performed, and (1) the friction coefficient of the tool rake face, (2) the wear width of the tool flank, and (3) the cutting face Maximum surface roughness was measured. The results are shown in Table 1. In addition, in the case of the comparative example 1, it sprayed and supplied directly to the process location, and others supplied the trace amount oil agent with the large amount of air to the process location as follows. Moreover, said measurement was performed also about the case where there is no oil agent as a comparative example 3 (when only air is sprayed). In addition, Table 1 also shows the degree of environmental impact when various sample oils used for reference are treated.
[0031]
[Ultra-trace oil supply method]
Using an oil-air lubrication unit used in high-speed bearing lubrication, a mixing valve that feeds a fixed amount of oil from the oil tank is operated at regular intervals (1 min / shot) by a timer, and the oil is discharged into a supply pipe through which compressed air flows. The mixture was mixed with air and supplied from the supply pipe to the tip of the cutting blade. The oil discharge air pressure was 0.4 MPa and the compression air pressure was 0.6 MPa.
[0032]
(1) Test 1 (Friction coefficient of tool rake face)
Turning was performed under the following conditions, and the friction coefficient of the tool rake face after 1 second from the start was measured.
Turning conditions / Working material: S45C (carbon steel)
・ Tool material: Super steel (P20 material)
・ Cutting speed: 125m / min
・ Feeding: 0.125mm / rev
・ Incision: 1.5mm
[0033]
(2) Test 2 (wear flank wear width)
Turning was performed under the following conditions, and the wear width (mm) of the flank face of the tool after 200 seconds from the start was measured.
Turning conditions / Working material: SNCM439 (alloy steel)
・ Tool material: Super steel (P20 material)
・ Cutting speed: 250m / min
・ Feeding: 0.25mm / rev
・ Incision: 1.0mm
[0034]
(3) Test 3 (maximum surface roughness of the cutting surface)
Turning was performed under the following conditions, and the maximum surface roughness (μm) of the cut surface after 150 seconds from the start was measured.
Turning conditions / Working material: SNCM439 (alloy steel)
・ Tool material: Super steel (P20 material)
・ Cutting speed: 250m / min
・ Feeding: 0.25mm / rev
・ Incision: 1.0mm
[0035]
[Table 1]
As is clear from the results in Table 1, the oil composition of the examples according to the present invention has little influence on the environment, and even with a small amount, the surface condition of the workpiece becomes good, and the wear resistance of the tool is also good. The tool life can be extended.
On the other hand, Comparative Example 1 using a commercially available water-soluble cutting oil has a large influence on the environment and has a poor tool wearability. Comparative Example 2 using a commercially available water-insoluble cutting oil has a large influence on the environment, the state of the cutting surface of the workpiece is poor, and the wearability of the tool is also poor. In Comparative Example 3 in which no oil was used, the state of the cutting surface of the workpiece was poor, and the wearability of the tool was also poor.
[0037]
[Examples and Comparative Examples ]
Various oil agent compositions shown in the following Table 2 were prepared using the following synthetic esters and / or natural fats and oils, and evaluated for stickiness and lubricity by a tapping test. The evaluation results are shown in Table 2. In the tapping test, an example in which only air was sprayed without using the oil composition was evaluated as Comparative Example 7 , and the evaluation results are also shown in Table 2.
(Synthetic ester)
a: triesters of trimethylol propane, acid n-C 6, a mixture of acid acid and n-C 10, the n-C 8 and (mixing molar ratio 7:59:34) b: pentaerythritol and n tetraester c with an acid of -C 8: triester of a mixture of acid trimethylol propane and acid n-C 8 and n-C 18 (mixing molar ratio 40:60) d: trimethylolpropane n- diester with the acid of C 10 e: diester [0038] with the acid of pentaerythritol and n-C 5
(Natural oil)
α: Commercial palm kernel oil β: Commercial lard oil γ: Commercial rapeseed oil
[Evaluation of stickiness]
5 ml of the oil composition was placed on an aluminum dish (100 mm × 70 mm) and allowed to stand in a constant temperature bath at 70 ° C. for 336 hours. Moreover, the mass average molecular weight before and behind the test was measured by GPC, and the rate of change was determined.
The five-level evaluation of stickiness is as follows.
A: There is no stickiness.
B: There is no stickiness at all or very little.
C: There is a slight stickiness.
D: There is stickiness.
E: There is very stickiness.
[0040]
[Evaluation of lubricity (tapping test)]
A tapping test was performed under the following conditions using each oil agent composition and comparative standard oil (DIDA: diisodecyl adipate) alternately. The tapping energy in each case was measured, and the tapping energy efficiency (%) was calculated by the following formula. The higher the value of tapping energy efficiency%, the higher the lubricity.
Tapping energy efficiency (%) = (Tapping energy when DIDA is used) / (Tapping energy when oil composition is used)
Tapping condition tool: Nut tap M8 (P = 1.25mm)
Pilot hole diameter: φ7.2mm
Workpiece: S25C (t = 10mm)
Cutting speed: 9.0 m / min Oil supply system Each oil composition: Compressed air 0.2 MPa, oil composition 25 ml / h sprayed DIDA: 4.3 mL / min directly on the processing site without using compressed air Sprayed under the conditions of [0041]
[Table 2]
The results in Table 2, 0 values of the iodine value and bromine number are 40, oil agent composition comprising an ester in the range of 0~50gBr 2 / 100g it is seen that shows a low stickiness. Moreover, it turns out that the oil agent composition containing these ester also has favorable lubricity, especially when the hydroxyl value exists in the range of 0.01-300 mgKOH / g.
[0043]
【The invention's effect】
By using an ester, it is possible to provide an oil composition that is suitable for a cutting / grinding process of an extremely small amount of oil supply system that supplies a small amount of an oil composition together with air to a cutting / grinding portion. In particular, the stickiness of the oil agent can be improved by using an ester having an iodine value and bromine value in a specific range, so that it is possible to avoid the deterioration of the workability and the workability due to the oiled tool. . Further, by using an ester having a specific hydroxyl value, an oil composition having high lubricity can be obtained, and therefore, cutting and grinding can be performed efficiently.
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