JP4145441B2 - 放電加工油組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電加工油組成物に関し、詳しくは、放電加工の際のタール状物質の生成を抑制することで電極の汚れを防止し、加工速度を向上させることができる放電加工油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工法は、絶縁性媒体内で電極（銅、グラファイト等）と導電性の被加工物とを数ミクロン〜数十ミクロンの狭い間隔を保って対向させ、この間隔を介して加工電源からパルス的に電圧を供給することにより、電極と工作物との間に放電を生じさせ、被加工物を高精度に加工する方法である。
この絶縁性媒体としては油性の放電加工油がよく用いられるが、放電加工においてはこの加工液油を通して瞬間的に放電がおこなわれるため、加工液は局部的に高温にさらされる。そのため、加工油の一部は熱分解を生じ、熱分解生成物の重縮合によりタール状物質を生成する。このタール状物質による加工油の汚れは由々しき問題であり、作業性を悪くし、さらには放電面が局部的に凹凸になったり、放電が不安定になり、加工速度が低下するという問題があった
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため加工油を清浄に保つため、生成したタール状物質をフィルターにより除去することが通常行われている。しかし、一般にこのような系で生じるタール状物質は微細（１μｍ以下）な粒子を含んでおり、フィルターに対する要求も非常に厳しいものとなり、また設備が複雑になり、作業も繁雑となる。
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、放電加工の際のタール状物質の生成を抑制することで電極の汚れを防止し、加工速度を向上させることができる放電加工油組成物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、放電加工時におけるタール状物質の生成が少ない放電加工油を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のビスフェノール化合物を特定量含有する放電加工油組成物が、タール状物質の生成抑制に極めて優れることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の放電加工油組成物は、ノルマルパラフィン、イソパラフィン及びアルキルベンゼンからなる群から選ばれる１種又は２種以上を基油とし、その基油の４０℃における動粘度が１．０〜５．０ｍｍ ^２ ／ｓであり、下記一般式（１）で表されるビスフェノール化合物を含有してなるものである。
【化２】

（上記（１）式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁷及びＲ⁸は、それぞれ個別に炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶は、それぞれ個別に炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。）
また、本発明の放電加工油組成物は、上記基油の４０℃における動粘度が、１．０〜３．０ｍｍ ^２ ／ｓであることが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の放電加工油組成物における基油は、鉱油及び／又は合成油である。
この鉱油系及び／又は合成系基油としては、通常、放電加工油の基油として使用しているものであれば特に限定されず任意のものを使用することができる。
鉱油としては、具体的には例えば、原油の蒸留により得られる灯油留分、灯油留分からの抽出操作等により得られるノルマルパラフィン、原油の蒸留により得られる潤滑油留分を、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等を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等のスピンドル油、マシン油等が例示できる。
合成油としては、具体的には例えば、ポリ−α−オレフィン（プロピレンオリゴマー、イソブチレンオリゴマー、ポリブテン、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンコオリゴマー等）及びその水素化物、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル（ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート等）、ポリオールエステル（トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等）、ポリグリコール、シリコーン油、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が例示できる。なお、これら合成油のなかで、プロピレンオリゴマー水素化物、イソブチレンオリゴマー水素化物及びポリブテン水素化物は、通常、イソパラフィンとも呼ばれているものである。
これらの中でも、放電加工性能に優れる点から、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、アルキルベンゼンからなる群から選ばれる１種又は２種又は３種以上が好ましい。
なお、上記アルキルベンゼンとしては、任意のものが使用可能であるが、炭素数８〜４０、好ましくは炭素数８〜２４のアルキル基を１〜２個、好ましくは１個有するものを用いることが望ましい。アルキルベンゼンの炭素数が８未満の場合は、揮発性が増加する虞があり、一方、アルキルベンゼンの炭素数が４０を越える場合は、必要とする性能を得る配合量が得られない虞がある。またこれらのアルキル基は、直鎖状でも分枝状でも使用することができるが、作業の安全性の面から分岐状アルキル基であることが好ましい。またもちろんのこと、アルキルベンゼンとしては、単一の構造のアルキルベンゼンだけでなく、異なる構造を有するアルキルベンゼンの混合物であっても良い。
本発明の放電加工油組成物における基油は、鉱油系基油又は合成油系基油を単独で用いることのほか、２種類以上の鉱油系基油、又は２種類以上の合成油系基油の混合物であっても差し支えなく、また、鉱油系基油と合成油系基油の混合物であっても差し支えない。そして、上記混合物における２種類以上の基油の混合比は、特に限定されず、任意に選ぶことができる。
本発明の放電加工油組成物の基油の動粘度は特に限定されず任意であるが、通常、４０℃における動粘度の下限値は好ましくは１．０ｍｍ²／ｓ以上、より好ましくは１．５ｍｍ²／ｓ以上であり、一方、４０℃における動粘度の上限値は好ましくは５．０ｍｍ²／ｓ以下、より好ましくは３．０ｍｍ²／ｓ以下である。基油の４０℃における動粘度が上記下限値未満の場合は、火災に対する安全面での問題があり、一方、基油の４０℃における動粘度が上記上限値を超える場合は、加工屑排除、電極等の冷却作用において劣る虞がある。
なお、ここでいう基油としては、単独の鉱油や合成油だけでなく、２種以上の鉱油の混合物、２種以上の合成油の混合物、異なる動粘度を有する１種以上の鉱油と１種以上の合成油の混合物をも意味している。従って、基油として混合物を用いる場合、上述した基油の動粘度の好ましい範囲は混合物の性状として満たされれば良い。そういうわけで、混合物の動粘度として上述の好ましい範囲を満たす限りにおいては、動粘度が上記下限値未満の動粘度を有する鉱油及び／又は合成油や、上記上限値を超える動粘度を有する鉱油及び／又は合成油を併用することは全く差し支えない。
【０００６】
一方、本発明の放電加工油組成物における必須成分は、以下の一般式（１）で表されるビスフェノール化合物である。
【化３】

上記（１）式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁷及びＲ⁸は、それぞれ個別に炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶は、それぞれ個別に炭素数１〜１０のアルキレン基を示している。
Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁷及びＲ⁸を示すアルキル基としては、直鎖状でも分枝状でも良く、具体的には例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が例示でき、これらの中でもタール状物質の抑制効果に優れる点からｔｅｒｔ−ブチル基が好ましい。
一方、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶を示すアルキレン基としては、直鎖状でも分枝状でも良く、具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基等のアルキレン基（これらアルキレン基は直鎖状でも分枝状でも良い）等が例示できるが、これらの中でも、メチレン基、エチレン基（ジメチレン基、メチルメチレン基）が好ましい。
なお、本発明におけるビスフェノール化合物として特に好ましい化合物としては、以下の一般式（２）式で表される化合物等を挙げることができる。
【化４】

本発明の放電加工油組成物における上記ビスフェノール化合物の含有量は任意であるが、通常、その下限値は、組成物全量基準で０．０５質量％、好ましくは０．１質量％であり、一方、その上限値は、組成物全量基準で１０質量％、好ましくは５質量％である。ビスフェノール化合物の含有量が組成物全量基準で上記下限値未満である場合は、ビスフェノール化合物含有による放電加工の際のタール状物質の生成抑制効果に乏しい虞があり、一方、ビスフェノール化合物の含有量が組成物全量基準で上記上限値を超える場合は、タールの生成が全くなくなり、電極の消耗が大きくなる虞がある。
【０００７】
本発明の放電加工油組成物は、そのままでも放電加工の際のタール状物質の生成抑制効果に優れるものであるが、放電加工油組成物としての性能をさらに高める目的で、必要に応じて公知の添加剤を含有してもよい。
この添加剤としては具体的には、ポリブテン又はその水素化物、ポリイソブチレン又はその水素化物、エチレン−プロピレン共重合体又はその水素化物、ポリアルキルメタクリレート、ポリアミド化合物、樹脂等の高分子化合物に代表される加工性向上剤やモノフェノール化合物や本発明のビスフェノール化合物以外のビスフェノール化合物に代表される酸化防止剤等が例示できる。なおこれら添加剤の含有量も任意であるが、通常、放電加工油組成物全量基準で、好ましくは０．０５〜１０質量％である、
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の内容を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
実施例１〜４及び比較例１〜４
表１に示すような組成の各種の本発明に係る放電加工油組成物（実施例１〜４）を調製した。このようにして調整した各放電加工油組成物について、ジャパックス製放電加工機にて加工試験を行い、タール生成の確認と電極、加工層の汚れを評価し、その結果についても表１に併記した。加工試験条件については、表２に示す。
また、比較のため、本発明のビスフェノール化合物を含有しない場合（比較例１〜３）及び本発明のビスフェノール化合物の代わりに他のフェノール化合物を用いた場合（比較例４）についても表１の組成に従って組成物を調整し、同様の加工試験を行い、その結果も表１に示した。
なお、実施例及び比較例において用いた成分は以下のとおりである。

【化５】

【０００９】
【表１】

【００１０】
【表２】

【００１１】
表１の加工試験結果からも明らかなとおり、本発明に係る実施例１〜４の放電加工油組成物は、いずれも放電加工の際のタール状物質の生成を抑制し、電極や加工層の汚れを防止でき、結果として加工速度を向上させることができるものである。
これに対して、本発明のビスフェノール化合物を含有しない場合（比較例１〜４）は、いずれもタール状物質が生成し、電極や加工層が汚れることがわかる。
【００１２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、放電加工の際のタール状物質の生成を抑制し、電極や加工層の汚れを防止でき、加工速度を向上させることができる放電加工油組成物が得られる。

Claims (2)

1. ノルマルパラフィン、イソパラフィン及びアルキルベンゼンからなる群から選ばれる１種又は２種以上を基油とし、その基油の４０℃における動粘度が１．０〜５．０ｍｍ ^２ ／ｓであり、下記一般式（１）で表されるビスフェノール化合物を含有してなることを特徴とする放電加工油組成物。
   

   

   （上記（１）式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁷及びＲ⁸は、それぞれ個別に炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶は、それぞれ個別に炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。）
2. 上記基油の４０℃における動粘度が、１．０〜３．０ｍｍ ^２ ／ｓである請求項１に記載の放電加工油組成物