JPH02243221A

JPH02243221A - エステル類を含有する放電加工液および放電加工方法

Info

Publication number: JPH02243221A
Application number: JP6349889A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yatomi; 弥冨　剛; Takeshi Iwasaki; 岩崎　健史; Kenzo Yokoyama; 横山　健三; Masahiro Noda; 昌宏野田
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-09-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、放電加工液に関する。さらに詳しくいえば、
本発明は電極と被加工物との間に火花放電を行わせて加
工を行うとき、冷却、絶縁あるいは消弧を目的として使
用される水溶液タイプの放電加工液に関するものである
。

従来の技術放電加工は、絶縁媒体である放電加工液中で。

加工、用電極と導電性被加工物との間に火花放電を行わ
せて、被加工物に形彫りしたり、穴をあけたり、切断し
たりする加工法である。

従来は、放電加工液として主としてケロシンが用いられ
てきた。しかし、放電加工時に発生する熱のためにケロ
シンが気化することを避けることはできない。ところで
ケロシンは引火性の強い液体であるため、放電時に生じ
る火花やアーク柱によって、ケロシンのガスに引火し、
火災発生の危険性が高いという欠点がある。

そこで、前記した火災発生の危険性を防止するため、不
燃性の加工液として下記のような技術が開発された。

＋１１純水を用いる技術（２）グリコールや糖類等の多価アルコール類の水溶液
を用いる技術（３）多価アルコール類の誘導体の水溶液を用いる技術（４）ポリエーテル類の水溶液を用いる技術（５）上記
技術を組み合わせた技術通常、このような水溶液タイプの放電加工液（以下、不
燃性放電加工液という）を用いて加工するためには、加
工液の比抵抗を一定の範囲（ＩＯＸＩＯ’ないし３００
Ｘ１０″Ω・Ｃｍ）に管理することが必要である。これ
は、加工液中にイオン性の不純物が蓄積して比抵抗が低
下すると、放電加工の障害になるためである（加工能率
が低下する。電極消耗が増大する。過度になれば加工不
能になる。）。

加工液の比抵抗を管理する方法としては、イオン交換樹
脂による処理が一般的である。

一方、前記した不燃性の放電加工液は、水を媒体として
いるのて被加工物や加工設備に錆を発生させる懸念があ
る。

そこで、加工液に防錆性を付与する技術として防錆添加
剤を使用することが提案されている。

不燃性放電加工液に適用する防錆添加剤は、防錆力が優
れることは無論のこと、イオン交換樹脂に吸着されがた
いこと及び加工液の比抵抗を著しく低下させないこと等
が必要である。

しかし、公知の防錆添加剤の中で、防錆力が優れている
ものはイオン交換樹脂に吸着され易かったり、比抵抗を
著しく低下させる傾向が強く、逆にイオン交換樹脂に吸
着されがたいものは概して防錆力が劣っている。

例えば、特開昭５３−１２５９７号では、防錆剤として
モノヒドロキシトリカルボン酸を使用する。ところが、
カルボン酸は水中で解離して放電加工液の比抵抗を低下
させるから好ましくない。

また、モノヒドロキシトリカルボン酸は吸着され易いか
ら、これを含む放電加工液をイオン交換処理すると防錆
性が低下する。

また、特開昭６０−２３９３２号では、ラノリンの水酸
基１個当り１５〜８０分子のエチレンオキシドを付加さ
せ、または、およびラノリンの脂肪酸に分子！１３００
ないし１０００のポリエチレングリコールを反応させて
つくったラノリンのポリエチレングリコール変性物０．
５ないし５重量％を含む水溶液からなる放電加工液が記
載されている。

この公報に記載の放電加工液は、ラノリンを水溶性化す
るため、ラノリンの分子に多量のエチレンオキシドまた
はポリエチレングリコールな導入するから、好ましい防
錆力は得られない。

また、特開昭５７−１３２９３１号では、多価アルコー
ル及び分子内に１以上のヒドロキシル基と１以上のエー
テル結合を持つヒドロキシルアルキルエーテルから選ん
だ１以上の物質の水溶液（例えば、グリセリン、Ｄ−ソ
ルビトール、エチレングリフールブチルエーテルの水溶
液）からなる防錆性放電加工液が提案されているが、こ
の公報に記載の加工液はイオン交換樹脂に対する吸着性
及び比抵抗は問題無いが、この技術では満足な防錆性を
得ることはできない。

また、特開昭５１−１４７０９６号では、水溶性セルロ
ース誘導体の水溶液に、亜硝酸ナトリウム、トリエタノ
ールアミン等の防錆剤を添加した放電加工液が提案され
ている。しかし、亜硝酸ナトリウムやトリエタノールア
ミンは防錆性は良好であるが、水中で解離して比抵抗を
著しく低下させるため、実用は困難である。また、亜硝
酸ナトリウムやトリエタノールアミンはイオン交換樹脂
に吸着され易いので、イオン交換樹脂で処理すると防錆
効果は低下する。

とする水溶液系の不燃性放電加工液に関するものこのよ
うに、公知の防錆添加剤は防錆力が劣っていたり、加工
特性に影響があるなど満足されるものは得られていない
のが実情である。

発明が解決しようとする問題点本発明者らは、前記した従来技術の問題点を解消するこ
と、すなわち、防錆力に優れ、イオン交換樹脂に吸着さ
れ難く、かつ、比抵抗を著しく低下させることのない防
錆添加剤を含有する放電加工液を提供することを目的と
して鋭意研究した結果、ポリグリセリンの脂肪酸エステ
ルが優れた防錆力を有すると共に、イオン交換樹脂に吸
着され難く、比抵抗を著しく低下させることがないこと
を見出だし、本発明を完成するに至った。

また１本発明者らは、上記の放電加工液を使用する放電
加工方法をも発明した。

問題点を解決するための手段本発明の一つの側面は、下記の一般式（夏）で示される
モノエステルを主成分とするポリグリセリンの脂肪酸エ
ステルを含有してなることを特徴である。

（ただし、式中のｎは０から８までの整数であり、Ｒは水酸基で置換されていてもよく、炭素原子数が５か
ら２１までのアルキル基またはアルケニル基である）。

本発明の他の側面は、上記の放電加工液を使用して常法
によって放電加工を実行することから成る放電加工方法
である。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

［ポリグリセリンの脂肪酸エステル］本発明に使用する防錆添加剤としてのポリグリセリンの
脂肪酸エステルは、下記一般式（Ｉ）で示されるもので
ある。

ただし、式中のｎは０か６８までの整数であり、Ｒは水酸基で置換されていてもよく、炭素原子数が５か
ら２１まで、好ましくは炭素原子数が５から１７までの
アルキル基またはアルケニル基である。

アルキル基またはアルケニル基の炭素原子数が５未満で
は５防錆力が満足されない、また、アルキル基またはア
ルケニル基の炭素原子数が２１を越えると水溶性が低下
するので１本発明の効果が得られない。したがってアル
キル基またはアルケニル基の好ましい炭素原子数は５か
ら１７までである。

本発明において、前記一般式Ｎ）で示されるポリグリセ
リン部分の重合度は、１０（すなわちｎ＝８）程度が実
用的なものである。

本発明に使用することができるポリグリセリンの脂肪酸
エステルとしては、ドデカグリセリン、デカグリセリン
、ヘキサグリセリン、トリグリセリンおよびジグリセリ
ン等のポリグリセリンと、カプロン酸、カプリル酸、カ
プリン酸、ラウリル酸、オレイン酸、椰子油脂肪酸およ
び牛脂脂肪酸等の脂肪酸とのモノエステルを主成分とし
たもの・を挙げることができる。

前記ポリグリセリンは、グリセリンに少量の触媒（Ｋ＊
　ＣＯ−、ＫＯＨ，ＮａＯＨ，Ｈａ　ＳＯ−等）を加え
て窒素ガスを吹き込みながら、２００℃以上の温度に加
熱し、脱水縮合させることによって調製することができ
る。

次にポリグリセリンの脂肪酸エステルの合成法について
説明する。ポリグリセリンの脂肪酸エステルを合成する
には、下記の直接エステル化法またはエステル交換法な
どを採用すればよい。

（ｉ）直接エステル化法ポリグリセリンと等モルの脂肪酸及び触媒を仕込み、窒
素ガス気流下に１６０ないし２６０℃の温度で、遊離脂
肪酸がほとんどなくなるまで脱水縮合してつくることが
できる。

なお、触媒は通常は水酸化ナトリウムなどのアルカリ触
媒が用いられるが、無触媒でも反応する。

また、脂肪酸無水物や酸クロライドを用いる方法もある
。

ｆｉｉ）エステル交換法ポリグリセリンと等モルの脂肪酸メチルエステルおよび
アルカリ触媒（水酸化ナトリウム等）を仕込み、減圧下
に約１５０〜２００℃に加熱し、生成したメタノールを
留去しながら反応させることによって得られる。

なお、脂肪酸メチルエステルの代りに脂肪酸エチルエス
テルあるいは油脂（トリグリセライドの場合はポリグリ
セリンに対してｌ／３モルでよい）を用いることもでき
る。

本発明の不燃性放電加工液は、前記したポリグリセリン
の脂肪酸エステルを０．１−１０重量％含有することが
好ましい、０．１重量％未満では満足する防錆剤効果が
得られない、また、１０重量％を越えても効果はそれほ
ど向上しないので不経済である。

［その他の成分コ本発明の不燃性放電加工液は、前記したポリグリセリン
の脂肪酸エステルのほかに、必要に応じてグリコール類
や糖類等の多価アルコール類、ポリアルキレングリコー
ル類、界面活性剤、消泡剤等を併用することもできる。

実　　施　　例以下、本発明を実施例および応用例によって更に具体的
に説明する。ただし１本発明はこれらの実施例および応
用例によって何ら制限されるものてはない。

実施例／比較例（公知防錆添加剤）下記の第１表に示されるポリグリセリンの脂肪酸モノエ
ステルを用いて、本発明の不燃性放電加工液を調製する
とともに、公知の防錆添加剤（ＡないしＥ）を用いて比
較用の放電加工液を調製した。前記のようにして調製し
た放電加工液の防錆性について、以下の要領で試験した
。

［試験方法］５００ｍ℃のビーカーに前記のようにして調製した放電
加工液の４００ｍＪ！を加え、この中に冷間圧延鋼板［
日本工業規格（以下の記述では、これをｒＪ　Ｉ　ＳＪ
と略記する。）Ｇ　　３１４１に適合し、寸法が１．２
Ｘ６０Ｘ８０ｍｍのもの］を浸漬し、４８時間および９
６時間後の錆の発生度を観察した。

結果の判定はＪＩＳ　　Ｋ　　２２４Ｂに規定されてい
る鋼発生度測定方法により評価した。

結果を第１表にあわせて示す、なお第１表には、放電加
工液を調製したのち、イオン交換樹脂で処理したものの
防錆性についても示されている。

第　　　　１　　　　表（１１表（２）第表（３）（表示の説明）Ａ級は錆発生度が０％であることを示し、Ｂ級は鋼発生
度が１〜１０％であることを示し、０級は錆発生度が１１〜２５％であることを示し、Ｄ級は錆発生度が２６〜５０％であることを示し、Ｅ級は錆発生度が５１〜１００％であることを示す。

（注）公知防錆添加剤Ａは、亜硝酸ナトリウム（０，２重量％）十トリエタノールア
ミン（０，２重量％）で、特開昭５１−１４７０９６号公報に記載の防錆添加
剤である。

公知防錆剤添加剤Ｂは。

１．１．１−トリス（ヒドロキシメチル・）エタン（０，２重量％）で、特開昭６１−１８８
０２２号公報に記載の防錆添加剤である。

公知防錆剤添加剤Ｃは、プロピレングリコール（５重量％）で、特開昭５７−１
３２９３１号公報に記載の防錆添加剤である。

公知防錆剤添加剤りは、グリセリン（１重量％）で、特開昭５７−１３２９３１
号公報に記載の防錆添加剤である。

公知防錆剤添加剤Ｅは、Ｄ−ソルビトール（０，１重量％）＋ステアリルアルコ
ールエチレンオキサイド８モル付加物（０，０００５重
量％）で、特開昭６２−２４１６１６号公報に記載の防錆添加
剤である。

［応用例１１　　（放電加工）水道水にデカグリセリンモノカブリレート０．５重量％
を添加し、ワイヤーカット放電加工機の比抵抗値を１０
０，０００Ω・ａｍにセットして次の加工条件で加工を
行なった。

機械　　　　　ワイヤーカット放電加工機ワイヤー　　
　０．２ｍｍφ真鍮被加工材　　　５ＫＤＩＩ速度　　　　　１２０ｒｒｚｍ’／ｍ１ｎｌＯ時間加工
後、被加工材の表面に錆は全く発生しなかった。また加
工も安定していた。セカンドカットに入れたどきも発錆
がないため、ワイヤーが切れ難（作業性が向上すると共
に仕上げ面にもすしがつかなかった。

［応用例２］　（同上）水道水にヘキサグリセリンモノカブリレート０．２重量
％、ポリエチレングリコール（分子量１０００）２０重
量％を添加し、型彫り放電加工機の比抵抗値を３００．
０００Ω・ｃｍにセットして次の加工条件で加工を行な
った。

機械　　　　　　　型彫り放電加工機被加工材　　　　　ＳＫ３電極　　　　　　　グラファイト１０時間加工した。被加工材の表面に錆は全く発生しな
かった。

発明の効果本発明の不燃性放電加工液に適用されているポリグリセ
リンの脂肪酸エステルは１強力な防錆力を有する。しか
も、加工液の比抵抗を著しく低下させるような障害がな
く、かつイオン交換樹脂に吸着される程度がわずかであ
り、しかもイオン交換樹脂と反応する性質も軽微である
。

したがって２本発明の放電加工液を用いることにより、
従来の水溶液タイプの放電加工液では達成できなかった
防錆性と加工能率の向上を両立することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記の一般式（ I ）で示されるモノエステルを
主成分とするポリグリセリンの脂肪酸エステルを含有す
ることを特徴とする放電加工液。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ I ）ただし、式中のｎは０から８までの整数であり、Ｒは水酸基で置換されていてもよく、炭素原子数が５か
ら２１までのアルキル基またはアルケニル基である。
（２）放電加工方法において、下記の一般式（ I ）で
示されるモノエステルを主成分とするポリグリセリンの
脂肪酸エステルを含有する放電加工液を使用することを
特徴とする放電加工方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ I ）ただし、式中のｎは０から８までの整数であり、Ｒは水酸基で置換されていてもよく、炭素原子数が５か
ら２１までのアルキル基またはアルケニル基である。