JPH07106494B2

JPH07106494B2 - 放電加工液および放電加工方法

Info

Publication number: JPH07106494B2
Application number: JP6349789A
Authority: JP
Inventors: 剛弥冨; 健史岩崎; 健三横山; 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: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH02243220A

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、絶縁あるいは消孤を目的として使用
される水溶液タイプの放電加工液に関するものである。

別の観点から見れば、本発明は水溶液タイプの放電加工
液を使用する放電加工方法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
工物に形彫したり、孔をあけたり、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、蒸発気化した
ケロシンのガスに放電時に生じる火花やアーク柱によっ
て引火しやすく、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、下
記のような技術が開発された。

（１）不燃性の加工液として純水、またはグリコール類
や糖類等の多価アルコール類の水溶液を用いる技術（例
えば特公昭41−16480号、特公昭59−4253号及び特開昭5
6−108743号など）、（２）多価アルコール類の誘導体の水溶液を用いる技術
（例えば、特開昭56−107844号、特開昭62−94223号、
特開昭53−2614号および特開昭63−2615号など）、（３）ポリエーテル類の水溶液を用いる技術（例えば、
特開昭61−4623号、特開昭62−181828号、特開昭62−23
6623号、特開昭62−236624号および特開昭63−2617号な
ど）。

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）を用いて被加工物を加工するには、通
常は、放電加工液の比抵抗を一定の範囲（10×10³Ω・c
mから300×10³Ω・cmまで）に管理することが必要であ
る。その理由は、放電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、放電加工が不能になるため
である。

前記した水溶液タイプの不燃性放電加工液の比抵抗を管
理する方法として、イオン交換樹脂による処理が一般的
に行なわれている。

（防錆技術）前記した不燃性放電加工液は水を媒体としているため、
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、放電加工液に防錆添加剤を添加することが提案され
ている（例えば、特開昭51−147096号、特開昭53−1259
7号、特開昭57−132931号、特開昭60−23932号、特開昭
61−188022号、特開昭62−241616号および特開昭62−25
1012号など）。

防錆添加剤としてアルコール類を使用する技術は、たと
えば次のようなものである。

（１）前記の特公昭57−132931号公報に記載の技術で
は、防錆添加剤としてプロピレングリコール（５重量
％）を使用する。

（２）前記の特開昭60−23932号公報には、「ラノリン
の水酸基１個当たり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量300
〜1000のポリエチレングリコールを反応させて作ったラ
ノリンのポリオキシエチレン変性物0.5〜５重量％、シ
リコーン系消泡剤0.1〜0.5重量％を含む水溶液から成る
防錆性を有する放電加工液」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を導
入するから、防錆性が低下して好ましくない。

（３）前記の特公昭61−188022号公報に記載の技術は、
防錆添加剤として1,1,1−トリス（ヒドロキシメチル）
エタン（0.2重量％）を使用する。

（４）前記の特開昭62−251012号公報に記載の技術は、「Ｄ−ソルビトールとトリエタノールアミンとを有効成
分とすることを特徴とする放電加工液」である。

この公報に記載されている程度のトリエタノールアミン
の配合割合（すなわちトリエタノールアミンの濃度が0.
001〜0.1重量％）では、満足な防錆性は得られない。そ
こで、トリエタノールアミンを多量に配合すると、水溶
液の比抵抗を低下させるから、好ましくない。また、ト
リエタノールアミンを多量に配合しても、それは吸着さ
れやすいから、放電加工液をイオン交換樹脂で処理する
と防錆効果が低下する。

（５）糖類を防錆剤として放電加工液は、特開昭57−13
2931号公報に記載されているが、この公報に記載されて
いる技術では満足な防錆性を得られない。

一方、酸アミドは防錆添加剤としてよく知られている
が、それらを放電加工液に配合した例は見当たらない。
しかし、ポリアクリルアミドを放電加工液に配合した例
としては、特公昭59−4253号公報に記載された発明があ
る。

前記したように水溶液タイプの不燃性放電加工液は、通
常は、イオン交換樹脂により比抵抗が管理されているか
ら、放電加工液に添加される防錆添加剤は、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難い
こと、および加工液の比抵抗を著しく低下させないこと
が必要である。

この観点から公知の防錆添加剤を評価すると、次のよう
になる。

（１）イオン交換樹脂に吸着され難いものは防錆力が劣
っている（特開昭57−132931号、特開昭60−23932号、
特開昭61−188022号、特開昭62−241616号、特開昭62−
251012号など）。

（特開昭57−132931号公報）防錆添加剤としてグリセリン（１重量％）を使用する。

（特開昭62−241616号公報）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％）を
防錆添加剤とする。

（２）防錆力に優れているものは、イオン交換樹脂に吸
着されやすく、また比抵抗を著しく低下させるため、防
錆力や加工特性に影響を与えるなどの問題がある。この
集団に属する例は、次のとおりである。

（特開昭51−147096号）亜硝酸ナトリウム（0.2重量％＋トリエタノールアミン
（0.2重量％）を防錆添加剤としている。

（特開昭53−12597号）防錆剤としてモノヒドロシ・トリカルボン酸を使用する
技術であるが、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やすいから、こ
れを含む放電加工液をイオン交換樹脂で処理すると、放
電加工液の防錆性が低下する。

発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、防錆力に優れ、かつイオン交換樹脂に
吸着され難く、比抵抗を著しく低下させることのない防
錆添加剤を含有する水溶液系の放電加工液を提供するこ
とである。

本発明者らは、前記した従来技術の問題点を解消すべく
鋭意研究した結果、（イ）特定の脂肪酸とアルカノールアミンを脱水縮合し
て得られる脂肪酸アミドと、（ロ）糖類を併用して水と混合した組成物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い出し、本発明を完成
した。

問題点を解決するための手段本発明は、水溶液タイプの不燃性放電加工液に関し、防
錆性に特徴を有するものである。

本発明を概説すれば、本発明は、脂肪酸対アルカノール
アミンのモル比が1:1ないし1:3の混合物を脱水縮合して
得られる脂肪酸アミド〔成分（イ）〕と、糖類〔成分
（ロ）〕と、水〔成分（ハ）〕からなることを特徴とす
る水溶液系の不燃性放電加工液と、それを使用する放電
加工方法に関するものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

〔成分（イ）〕

本発明に使用する脂肪酸アミドは、炭素原子数が６ない
し22の脂肪酸１モルに対し、アルカノールアミン１ない
し３モルを加え、130ないし180℃において加熱脱水する
ことにより得られる。

なお、脂肪酸の炭素原子数が６未満では、満足する防錆
力が得られない。また、脂肪酸の炭素原子数が22を越え
る場合は、アルカノールアミンのモル比を３より更に高
くしないと、得られる縮合物は水溶性を示さなくなるの
で、本発明に適用することができない。

また、アルカノールアミンのモル比が３を越えると好ま
しい防錆力が得られないばかりか、放電加工液の比抵抗
を過度に低下させるため好ましくない。

本発明に使用することができる脂肪酸アミドとしては、
カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、
エルカ酸、椰子油脂肪酸または牛脂脂肪酸等の１モル比
と、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ
イソプロパノールアミンまたはジイソプロパノールアミ
ン等のアルカノールアミン１ないし３モルとの脱水縮合
物を挙げることができる。

〔成分（ロ）〕

本発明に使用することができる糖類としては、グルコー
ス（ブドウ糖）、フルクトース（果糖）、サッカロース
（蔗糖）、マルトース（麦芽糖）、マンニトール、マン
ノース、ソルビトールおよび還元糖類等を挙げることが
できる。

［脂肪酸アミドと糖類の構成比率］本発明において脂肪酸アミドと糖類との好ましい重量比
（脂肪酸アミド／糖類）は、1/10ないし3/1である。

脂肪酸アミドが1/10未満でも、3/1を越える場合でも共
に好ましい防錆効果は得られない。

［使用方法］本発明の不燃性放電加工液は、通常、純水または水道水
等によって希釈して調製される。希釈液中の脂肪酸アミ
ドの濃度は0.05ないし５重量％であることが好ましい。
脂肪酸アミドの濃度が0.05重量％未満では好ましい防錆
効果が得られない。また、脂肪酸アミドの濃度が５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。

なお、本発明の水溶液系不燃性放電加工液には、必要に
応じてグリコール類等の多価アルコール類やその誘導体
類、ポリアルキレングリコール類、界面活性剤、消泡剤
等を併用することができる。

本発明の放電加工方法は、本発明の放電加工液の中で、
慣用の方法によって放電加工を実施することから成る。

実施例以下、本発明を合成例、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、本発明はこれらの合成
例、実施例および応用例によって何ら制限されるもので
はない。なお、組成物の成分に基づく数値はすべて重量
％を示す。

［脂肪酸アミドの合成例］脂肪酸アミドA: 反応フラスコにイソノナン酸：ジエタノールアミン＝1:
2モルを加え、窒素で置換した雰囲気内で、撹拌下に縮
合反応を行なって脂肪酸アミドＡを得た。

（反応温度は140℃、反応時間は５時間）脂肪酸アミドB: カプリル酸：モノイソプロパノールアミン＝1:1.3モル
を用いた以外は、脂肪酸アミドＡと同様にして脂肪酸ア
ミドＢを得た。（反応温度は140℃、反応時間は５時
間）脂肪酸アミドC: カプロン酸：ジイソプロパノールアミン＝1:1モルを用
いた以外は、脂肪酸アミドＡと同様にして脂肪酸アミド
Ｃを得た。（反応温度は140℃、反応時間は５時間）脂肪酸アミドD:オレイン酸：ジエタノールアミン＝1:2
モルを用いた以外は、脂肪酸アミドＡと同様にして脂肪
酸アミドＤを得た。（反応温度は160℃ 反応時間は５
時間）脂肪酸アミドE: 椰子油脂脂肪酸：モノエタノールアミン＝1:1.7モルを
用いた以外は、脂肪酸アミドＡと同様にして脂肪酸アミ
ドＥを得た。（反応温度は150℃、反応時間は５時間）実施例ないし10/比較例１ないし２第１表に示す組成に基づいて、本発明の不燃性放電加工
液（実施例１ないし10）と、比較用の放電加工液（比較
例１ないし２）の母液を調製した。そして、実際に使用
する加工液としては、比抵抗5,000Ω・cmで母液濃度が
１重量％となるように希釈して用いた。

前記のように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］ 500mlのビーカーに試料液を400mlだけ加え、この中に冷
間圧延鋼板（JIS Ｇ 3141 1.2×60×80mm）を浸漬
し、48時間及び96時間後の錆の発生度を観察した。結果
の判定はJIS Ｋ 2246に規定されている錆発生度測定
方法により評価した。結果を第２表及び第３表に示す。

（注１）Ａ級は錆発生度が０％であり、Ｂ級は錆発生度が１〜10％であり、Ｃ級は錆発生度が11〜25％であり、Ｄ級は錆発生度が26〜50％であり、Ｅ級は錆発生度が51〜100％である。

（注２）水道水（比抵抗5,000Ω・cm）で希釈した。

（注３）公知例１は亜硝酸ナトリウム（0.2重量％）＋
トリエタノールアミン（0.2重量％）であって、特開昭5
1−1147096号公報に記載の防錆添加剤である。

公知例２は1,1,1−トリス（ヒドロキシメチル）エタン
（0.2重量％）であって、特開昭61−188022号公報に記
載の防錆添加剤である。

公知例３はグリセリン（１重量％）であって、特開昭57
−132931号公報に記載の防錆添加剤である。

公知例４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％）であって、特開昭62−241616号公報に記載の防
錆添加剤である。

公知例５はＤ−ソルビトール（0.1重量％）＋トリエタ
ノールアミン（0.05重量％）であって、特開昭62−2510
12号公報に記載の防錆添加剤である。

［応用例１］（放電加工）水道水に実施例１の放電加工液１重量％を添加し、ワイ
ヤーカット放電加工機の比抵抗値を100,000Ω・cm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 SKD11 速度 120mm²/min 10時間加工後、被加工材の表面には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
たときも発錆がないため、ワイヤーが切れ難く、作業性
が向上すると共に仕上げ面にもすじがつかなかった。

［応用例２］（放電加工）水道水に実施例８の放電加工液１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は強力な防錆力を有する。し
かも、本発明の放電加工液の成分は、加工液の比抵抗を
著しく低下させることがないので、放電加工において障
害になることがなく、かつイオン交換樹脂に吸着あるい
は反応する性質は軽微である。

したがって、本発明によれば、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山健三神奈川県高座郡寒川町田端1580 ユシロ化学工業株式会社内 (72)発明者野田昌宏神奈川県高座郡寒川町田端1580 ユシロ化学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭58−132422（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）炭素原子数が６ないし22の脂肪酸：
アルカノールアミンのモル比が1:1ないし1:3の混合物を
脱水縮合して得られる脂肪酸アミド、（ロ）糖類および（ハ）水からなり、しかも、成分（イ）と成分（ロ）との重量比
が1/10ないし3/1である水溶液系放電加工液。
【請求項２】アルカノールアミンが、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミ
ンまたはジイソプロパノールアミンから選ばれた１種ま
たは２種以上であり、成分（ロ）が、ソルビトールおよ
び／または還元麦芽糖である請求項１に記載の放電加工
液。
【請求項３】（イ）炭素原子数が６ないし22の脂肪酸：
アルカノールアミンのモル比が1:1〜1:3の混合物を脱水
縮合して得られる脂肪酸アミド、（ロ）糖類および（ハ）水からなり、しかも、成分（イ）と成分（ロ）との重量比
が1/10ないし3/1である水溶液系放電加工液の中におい
て、慣用方法によって放電加工を行なうことを特徴とす
る放電加工方法。
【請求項４】成分（イ）が、炭素原子数６ないし22の脂
肪酸と、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、
モノイソプロパノールアミンまたはジイソプロパノール
アミンから選ばれた１種または２種以上のアルカノール
アミンとの脱水縮合物であり、成分（ロ）が、ソルビト
ールおよび／または還元麦芽糖である請求項３に記載の
放電加工方法。