JP5748439B2 - 金属加工用油剤及び金属の加工方法 - Google Patents
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Description
(B)脂環式基又は芳香族環式基を有するアミン、及び
(C)基油
を含有する金属加工用油剤。
2.(A)が、炭素数8〜26のヒドロキシ酸、その重縮合物、及び炭素数8〜26のヒドロキシ酸又はその重縮合物と炭素数8〜26の脂肪酸との脱水縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であって、酸価が60〜360mgKOH/gである化合物である上記1記載の金属加工用油剤。
3.(A)が、酸価が80〜200mgKOH/gであるひまし油脂肪酸又はその重縮合物である上記2記載の金属加工用油剤。
4.(A)を、油剤の全量を基準として、5〜50質量%含有する上記1〜3のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
5.(B)が、下記式(1)〜(4)で表されるアミンの少なくとも1種である上記1〜4のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
式(2)中、R5及びR6は、互いに同一でも異なっていてもよく、H、(CxH2xO)nHで表される基又はシクロヘキシル基である。xは2〜4の整数であり、nは1〜3の数である。
式(3)中、R7は、CxH2xで表される基である。xは2〜4の整数である。R8〜R10は、互いに同一でも異なっていてもよく、H又は(CxH2xO)nHで表される基である。xは2〜4の整数であり、nは1〜3の数である。
式中、R11〜R14は、互いに同一でも異なっていてもよく、H又は(CxH2xO)nHで表される基である。xは2〜4の整数であり、nは1〜3の数である。)。
7.(B)を、油剤の全量を基準として、0.05〜5質量%含有する上記1〜6のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
8.(C)が、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリブテン、鉱物油、合成エステル、油脂及びシリコン油からなる群から選ばれる少なくとも1種の基油である、上記1〜7のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
9.(C)を、油剤の全量を基準として、1〜60質量%含有する上記1〜8のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
10.さらに、(D)炭素数6〜26の飽和又は不飽和脂肪酸或いは二塩基酸を含む上記1〜9のいずれか1項記載の金属加工油剤。
11.さらに、(B)以外の(E)水溶性アミン及び水溶性無機塩基性物質からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含む上記1〜10のいずれか1項記載の金属加工油剤。
12.上記1〜11のいずれか1項記載の金属加工用油剤を水で0.1質量%以上の濃度に希釈してなる金属加工用油剤。
13.切削油剤又は研削油剤である上記1〜12のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
14.上記1〜13のいずれか1項記載の金属加工用油剤を用いて金属加工を行う金属の加工方法。
15.金属が、鋳鉄及び鉄鋼からなる群から選ばれる鉄系金属であるか、又はアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、銅及びそれらの合金からなる群から選ばれる非鉄金属である、上記14記載の金属の加工方法。
本発明の金属加工用油剤は、鋳鉄及び鉄鋼等の鉄系金属、アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属のいずれの金属加工においても切削性及び加工性に優れる。従って、工具寿命の延長によるコスト低減及び工具交換工程数の低減を図ることができ、その結果、生産性を向上させることができる。また、接着剤との適合性(接着性)向上、及びアルミニウム及びアルミニウム合金に対する防食性を向上させることにより、加工品の品質向上が図れる。
ヒドロキシ酸等の酸価が60〜360mgKOH/gである化合物は、切削性及び接着剤との適合性、特に接着剤との適合性に優れる。(A)の酸価は、JIS K 2501に準じて測定することができる。
ヒドロキシ酸としては、炭素数8〜26のヒドロキシ酸が好ましい。
ヒドロキシ酸又はその重縮合物と脱水縮合物を形成する脂肪酸としては、炭素数8〜26の脂肪酸が好ましい。
(A)としては、炭素数8〜26のヒドロキシ酸又はその重縮合物であって、酸価が60〜360mgKOH/gである化合物が好ましい。炭素数10〜20のヒドロキシ酸又はその重縮合物であって、酸価が60〜300mgKOH/gである化合物がより好ましい。酸価が60〜300mgKOH/gであるひまし油脂肪酸又はその重縮合物がさらに好ましい。酸価が80〜200mgKOH/gであるひまし油脂肪酸又はその重縮合物がさらにより好ましい。酸価が90〜100mgKOH/gであるひまし油脂肪酸又はその重縮合物が最も好ましい。
(A)の含有量は、本発明の金属加工油剤の全質量を基準として、5〜50質量%であるのが好ましく、10〜30質量%であるのがより好ましい。このような範囲で含まれると 接着剤との適合性(接着性)及び切削性の点で優れる。
脂環式基を有するアミンとしては、下記式(1)〜(3)で表されるアミンがあげられる。
式(2)中、R5及びR6は、互いに同一でも異なっていてもよく、H、(CxH2xO)nHで表される基又はシクロヘキシル基である。xは2〜4の整数であり、nは1〜3の数である。
式(3)中、R7は、CxH2xで表される基である。xは2〜4の整数である。R8〜R10は、互いに同一でも異なっていてもよく、H又は(CxH2xO)nHで表される基である。xは2〜4の整数であり、nは1〜3の数である。
このうち、式(1)で表されるアミンが好ましい。1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンエチレンオキシド付加物、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンプロピレンオキシド付加物がより好ましい。
具体的には、メタキシレンジアミン、メタキシレンジアミンエチレンオキシド付加物、メタキシレンジアミンプロピレンオキシド付加物などがあげられる。このうち、メタキシレンジアミンが好ましい。
(B)としては、脂環式基を有するアミンが好ましく、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンエチレンオキシド付加物、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンプロピレンオキシド付加物がより好ましく、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンが最も好ましい。
これらアミンは、単独で使用しても複数種を混合して使用しても良い。
本発明の金属加工油剤は、(B)を含まないpHが同程度の金属加工油剤と比較して防食性能に優れる。
(B)の含有量は、本発明の金属加工油剤の全質量に対して、0.05〜5質量%であるのが好ましく、0.1〜2質量%であるのがより好ましい。このような範囲で含まれるとアルミニウム及びアルミニウム合金に対する防食性の点で優れる。
本発明において用いる基油としては、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリブテン、鉱物油、合成エステル、油脂、シリコン油、ポリグリコール、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリエーテルなどがあげられる。これらは、単品に限らず、複数種のブレンド油としても良い。アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリブテン、鉱物油、合成エステル、油脂、シリコン油が好ましい。切削性の点から、鉱物油、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、合成エステルが好ましく、アルキルベンゼンがより好ましい。特に、炭素数10〜25の直鎖又は分岐アルキル基を有するアルキルベンゼンが好ましい。
(C)の含有量は、本発明の金属加工油剤の全質量を基準として、1〜60質量%であるのが好ましく、10〜60質量%であるのがより好ましい。このような範囲で含まれると切削性の点で優れる。
(D)の含有量は、本発明の金属加工油剤の全質量を基準として、0〜30質量%であるのが好ましく、0.1〜20質量%であるのがより好ましい。このような範囲で含まれると防錆性、消泡性の点で優れる。
このうち、ジイソプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジグリコールアミン、ジベンジルアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−(2−アミノエトキシ)エタノールが好ましい。
(E)の含有量は、本発明の金属加工油剤の全質量を基準として、0〜40質量%であるのが好ましく、5〜30質量%であるのがより好ましい。このような範囲で含まれると防腐性の点で優れる。
(G)の含有量は、本発明の金属加工油剤の全質量を基準として、0〜20質量%であるのが好ましく、1〜10質量%であるのがより好ましい。
さらに、本発明の、金属加工用油剤は、必要に応じてベンゾイソチアゾリン、及び/またはその誘導体、ソジウムオマジン、金属ピリチオン塩などの防腐剤、ラウリルアミン、オレイルアミンなどに代表されるアルキルアミンおよびそれらのオキシエチレン付加物を防腐剤あるいは菌抑制剤として用いても良い。
本発明の金属加工油剤のpH(25℃)は、原液を純水で5質量%に希釈した液において、好ましくは7.0〜11、さらに好ましくは8.0〜11である。pHが7.0未満では、防腐性が低下する場合があり、pHが11を超えると、アルミニウム及びアルミニウム合金に対する防食性の低下ならびに、皮膚刺激性が高くなる場合があり、好ましくない。
本発明の金属加工用油剤は、水で希釈して0.1質量%以上の濃度で使用するのが一般的であり、希釈方法として手動での撹拌の他に、ホモジナイザー、ホモミクサー、モントン−ゴーリン分散機等を用いても良い。
(1)切削性試験
下記被削材を用いて、下記条件にてφ6のタップ加工を行い、加工時に受ける切削抵抗を測定した。
被削材: アルミニウム合金(AC8B−T6、300×200×30mm)
切削工具:ロールタップ(OSG製 B−NRT RH7 M6×1.0)
切削速度:10m/min
送り: 1.0mm/rev
下穴: 5.48mmリーマ仕上げ,止まり穴
切削長: 20mm
N数: 5
試験油剤:実施例又は比較例の金属加工用油剤を水で5質量%に希釈したもの
給油量 :試験油剤を20リットル/分
評価方法:切削抵抗(トルク[N・m])を測定
判定基準:切削トルクが3.0N・m未満 合格(○)
3.0N・m以上、3.5N・m未満 合格(△)
3.5N・m以上 不合格(×)とする。
JIS K 6850に準拠して評価した。具体的には、下記試験片を用いて、下記条件にて引張り試験を行い、引張り強度(MPa)と凝集破壊率(%)を測定した。
引っ張り試験機:オートグラフ(島津製作所製 AG−10kNX)
引っ張り速度: 50mm/min
試験片: アルミニウム合金(A1050P、100×25×1mm)
シール剤: (株)スリーボンド製 二液性硬化型液状ガスケットシリコーン系
試験油剤:実施例又は比較例の金属加工用油剤を水で5質量%に希釈したもの
試験片を研磨紙を用いて研磨後、試験油剤中に、25℃において10秒浸漬し、25℃において20分乾燥し、シール剤を塗布した。その後、温度23℃、相対湿度50%にて24時間乾燥後、引張り試験を行った。
判定基準
引張り強度:0.4MPa以上 合格(○)
0.2MPa以上であって0.4MPa未満 合格(△)
0.2MPa未満 不合格(×)
凝集破壊率:50%以上 合格(○)
30%以上であって50%未満 合格(△)
30%未満 不合格(×)
アルミニウム防食性をJIS K 2241に準拠し評価した。具体的には、試験片(アルミニウム合金、A1050P)の一表面を研磨し、実施例又は比較例の金属加工用油剤を水で5質量%に希釈して調製した試験油剤に、温度25℃において半浸漬した。48時間後の試験片の外観を肉眼で観察した。
判定基準:変色なし 合格(○)
淡灰色に変色 合格(△)
濃灰色〜黒色に変色 不合格(×)
2)(株)MORESCO製 モレスコハイルーブLB−15
3)JX日鉱日石エネルギー(株)製 日石ポリブテン グレードLV−7
4)2−エチルヘキサノール脂肪酸エステル(脂肪酸:パルミチン酸とステアリン酸の混合物)
5)炭素数10〜18の1-オレフィンの混合物
Claims (11)
- (A)酸価が80〜200mgKOH/gであるひまし油脂肪酸重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物、
(B)1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン及びメタキシレンジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物、及び
(C)基油
を含有する金属加工用油剤。 - (A)を、油剤の全量を基準として、5〜50質量%含有する請求項1項記載の金属加工用油剤。
- (B)を、油剤の全量を基準として、0.05〜5質量%含有する請求項1又は2記載の金属加工用油剤。
- (C)が、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリブテン、鉱物油、合成エステル、油脂及びシリコン油からなる群から選ばれる少なくとも1種の基油である、請求項1〜3のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
- (C)を、油剤の全量を基準として、1〜60質量%含有する請求項1〜4のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
- さらに、(D)炭素数6〜26の飽和又は不飽和脂肪酸或いは二塩基酸を含む請求項1〜5のいずれか1項記載の金属加工油剤。
- さらに、(B)以外の(E)水溶性アミン及び水溶性無機塩基性物質からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含む請求項1〜6のいずれか1項記載の金属加工油剤。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の金属加工用油剤を水で0.1質量%以上の濃度に希釈してなる金属加工用油剤。
- 切削油剤又は研削油剤である請求項1〜8のいずれか1項記載の金属加工用油剤。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載の金属加工用油剤を用いて金属加工を行う金属の加工方法。
- 金属が、鋳鉄及び鉄鋼からなる群から選ばれる鉄系金属であるか、又はアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、銅及びそれらの合金からなる群から選ばれる非鉄金属である、請求項10記載の金属の加工方法。
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