KR20160137981A - 수용성 금속 가공유 및 금속 가공용 쿨런트 - Google Patents

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요스케 지비키
후미아키 다카기
도모히코 기타무라
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 수용성 금속 가공유는, (A) 설파이드 구조를 함유하는 다이카복실산, (B) 폴리알킬렌 글리콜, (C) 다가 알코올 폴리알킬렌 옥사이드 부가물, 및 (D) 모노카복실산을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

수용성 금속 가공유 및 금속 가공용 쿨런트{WATER-SOLUBLE METALWORKING FLUID, AND METALWORKING COOLANT}
본 발명은 수용성 금속 가공유, 및 그를 물로 희석하여 이루어지는 금속 가공용 쿨런트에 관한 것이다.
금속 가공에 이용되는 금속 가공 유제에는 유계(유성)와 수계(수성)가 있지만, 냉각성, 침윤성이 우수하고, 화재의 위험이 없는 수성 타입이 다용되고 있다.
특히, 연삭 용도에서는 유제의 냉각성이 중요하기 때문에, 광유를 포함하지 않는 솔루션계 유제가 다용된다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 솔루션계 유제는, 냉각성, 내부패성은 양호하지만, 윤활성에 관해서는 비수계, 에멀션계, 솔루블계에 뒤떨어진다. 윤활성의 부족은, 가공면 조도의 악화나 숫돌 수명의 저하, 또는 연삭 번의 원인도 된다.
그래서, 솔루션계 유제에 윤활성을 부여하기 위해, 유제에 폴리알킬렌 글리콜(PAG)을 배합하는 것이 행해지고 있다(특허문헌 2, 3 참조).
일본 특허공고 소40-14480호 공보 일본 특허공개 평10-324888호 공보 일본 특허공개 2010-70736호 공보
특허문헌 2, 3에 기재된 솔루션계 유제에서는, PAG의 배합량을 증가시키는 것에 의해 윤활성은 양호해진다. 그러나, PAG를 다량으로 배합하더라도 윤활성을 올리는 것에는 한계가 있다. 그 때문에, 엄격한 가공 조건에서는 숫돌과 피삭재 사이의 마찰 계수가 커져, 숫돌 수명의 저하나 연삭 번이 일어난다.
본 발명은, 엄격한 가공 조건에서도 윤활성 및 내마모성이 우수한 수용성 금속 가공유, 및 그를 물로 희석하여 이루어지는 금속 가공용 쿨런트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 설파이드 구조를 갖는 다이카복실산, PAG, 펜타에리트리톨 등의 다가 알코올의 폴리알킬렌 옥사이드 부가물, 및 모노카복실산을 병용한 수용성 유제를 이용함으로써, 윤활성과 내마모성을 향상시켜, 숫돌 수명의 저하나 연삭 번를 억제할 수 있다는 것을 발견했다. 본 발명은 이 지견을 토대로 완성된 것이다.
즉, 본 발명은, 이하와 같은 수용성 금속 가공유 및 금속 가공용 쿨런트를 제공하는 것이다.
(A) 설파이드 구조를 함유하는 다이카복실산, (B) 폴리알킬렌 글리콜, (C) 다가 알코올 폴리알킬렌 옥사이드 부가물, 및 (D) 모노카복실산을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
전술한 수용성 금속 가공유를, 물로 2배 이상 200배 이하(용량)로 희석하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 가공용 쿨런트.
본 발명의 수용성 금속 가공유(원액)는, 물로 희석하여 금속 가공용 쿨런트로 했을 때에, 양호한 윤활성과 내마모성을 나타낸다. 그러므로, 본 발명의 금속 가공용 쿨런트를 연삭에 이용한 경우, 엄격한 가공 조건에서도 가공면 조도의 악화를 일으키기 어려워, 연삭 번이나 숫돌 수명의 저하를 충분히 억제할 수 있다.
본 발명의 수용성 금속 가공유(이하, 「본 가공유」라고도 한다)는, (A) 설파이드 구조를 함유하는 다이카복실산, (B) 폴리알킬렌 글리콜, (C) 다가 알코올 폴리알킬렌 옥사이드 부가물, 및 (D) 모노카복실산을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 가공유는 원액이고, 이를 물로 희석하여 본 발명의 금속 가공용 쿨런트로 한다. 이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
〔(A) 성분〕
본 가공유에 있어서의 (A) 성분은, 설파이드 구조를 함유하는 다이카복실산이며, 윤활성을 향상시키는 효과를 갖는다.
(A) 성분으로서는, 특히 하기 식(1)로 표시되는 구조의 다이카복실산이 윤활성 향상의 관점에서 우수하다.
HOOC-R1-Sn-R2-COOH (1)
여기에서, R1 및 R2는 탄소수 1 이상 5 이하의 탄화수소기이며, n은 1 이상 8 이하의 정수이다. R1이나 R2의 탄소수가 6 이상이면 수용성이 저하될 우려가 있다.
상기 식(1)의 다이카복실산에 있어서의 총 탄소수는 4 이상 12 이하이지만, 6 이상 10 이하인 것이 수용성 및 윤활성의 관점에서 바람직하다. R1이나 R2로서는, 알킬렌기인 것이 바람직하고, 메틸렌기, 에틸렌기, 메틸에틸렌기, 프로필렌기, 및 뷰틸렌기 등을 들 수 있다. 수용성 및 윤활성의 관점에서, 특히 에틸렌기가 바람직하다.
또한, n이 9 이상이면, 구조가 불안정해져 분해될 우려가 있다. 그러므로, n은 6 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 이하이며, 더 바람직하게는 1이다.
이와 같은 다이카복실산으로서는, 예를 들면, 싸이오다이프로피온산, 다이싸이오다이프로피온산, 싸이오다이아세트산, 싸이오다이석신산, 다이싸이오다이아세트산, 및 다이싸이오다이뷰티르산 등을 들 수 있다.
(A) 성분의 배합량으로서는, 원액 전량 기준으로 0.1질량% 이상 14질량% 이하가 바람직하고, 1질량% 이상 10질량% 이하가 보다 바람직하고, 2질량% 이상 5질량% 이하가 더 바람직하다. (A) 성분의 배합량이 지나치게 많으면, 원액을 물로 희석했을 때의 방청성이 저하될 우려가 있다.
〔(B) 성분〕
본 가공유에 있어서의 (B) 성분은 폴리알킬렌 글리콜이며, (A) 성분과 마찬가지로 윤활성의 향상에 기여하지만, 추가로 내마모성의 향상에도 기여한다. 이와 같은 (B) 성분으로서는, 윤활성 향상 및 내마모성 향상의 관점에서, 하기 식(2), (3)으로 표시되는 폴리알킬렌 글리콜 중 적어도 어느 1종을 이용하는 것이 바람직하다.
HO-(EO)a-(PO)b-(EO)c-H (2)
R3O-(R'O)d-H (3)
식(2)에 있어서, EO는 에틸렌 옥사이드 단위, PO는 프로필렌 옥사이드 단위를 의미한다. a, c는 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이며, b는 5 이상 100 이하의 정수이다. 식(2)에 있어서의 EO 구조의 총수는, 바람직하게는 10 이상 30 이하이며, PO 구조의 총수는, 바람직하게는 10 이상 50 이하, 보다 바람직하게는 20 이상 40 이하이다. EO 구조의 총수가 60을 초과하면, 물로 희석했을 때의 윤활성이 저하될 우려가 있다. 또한, PO 구조의 총수가 100을 초과하면, 수용성이 저하될 우려가 있다.
식(3)에 있어서, R3은 탄소수가 1 이상 30 이하인 알킬기이다. R3의 탄소수가 30을 초과하면, 수용성이 저하될 우려가 있다. R'O는 PO 및 EO로부터 선택된 옥사이드 단위이며 혼합하여 이용해도 된다. 단, R'O에 있어서의 EO의 몰분율은 물로 희석했을 때의 소포성의 관점에서 1 미만인 것이 바람직하다. d는 1 이상 50 이하의 정수이다. R3의 탄소수가 30을 초과하면, 수용성이 저하될 우려가 있다.
상기한 (B) 성분의 질량 평균 분자량은, 500 이상 10000 이하인 것이 바람직하고, 1000 이상 5000 이하인 것이 보다 바람직하다. 질량 평균 분자량이 500 미만인 경우, 또는 10000을 초과하는 경우의 어느 것에 있어서도, 물로 희석했을 때의 윤활성이 저하되어 버릴 우려가 있다.
(B) 성분인 식(2) 및 식(3)의 폴리알킬렌 글리콜은 각각 단독으로 이용해도 혼합하여 이용해도 된다. 또한, 식(2) 및 식(3)의 폴리알킬렌 글리콜은, EO 구조나 PO 구조의 단위수 등이 다른 여러 가지 구조의 것을 혼합하여 이용해도 된다.
(B) 성분의 바람직한 배합량은, 원액 전량 기준으로 10질량% 이상 60질량% 이하이며, 보다 바람직한 배합량은 20질량% 이상 40질량% 이하, 더 바람직한 배합량은 20질량% 이상 30질량% 이하이다. 이 배합량이 지나치게 많으면 통상의 희석률로는 윤활성이 지나치게 높아져, 연삭 시에 숫돌의 물림성이 저하될 우려가 있다.
〔(C) 성분〕
본 가공유에 있어서의 (C) 성분은 하기 식(4)의 화합물부터 하기 식(7)의 화합물까지의 적어도 어느 하나이다. (C) 성분은 내마모성의 향상에 기여한다
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
상기 식(4)에 있어서, R11부터 R14까지는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. e부터 h까지는, 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이다.
상기 식(5)에 있어서, R4는 탄소수 1부터 30까지의 알킬기이다. R21부터 R23까지는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. i부터 k까지는, 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이다.
상기 식(6)에 있어서, R5 및 R6은, 각각 독립적으로 탄소수 1부터 30까지의 알킬기이다. R31 및 R32는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. l 및 m은, 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이다.
상기 식(7)에 있어서, R7부터 R9까지는, 각각 독립적으로 탄소수 1부터 30까지의 알킬기이다. R41은 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. n은 1 이상 30 이하의 정수이다.
상기한 (C) 성분 중, 내마모성 향상의 관점에서, 펜타에리트리톨의 EO 부가물, 또는 트라이메틸올프로페인의 EO 부가물이 보다 바람직하다.
(C) 성분의 배합량은, 통상의 희석률에 있어서의 내마모성의 관점에서, 가공유 전량 기준으로 5질량% 이상 30질량% 이하인 것이 바람직하다.
〔(D) 성분〕
본 가공유에 있어서의 (D) 성분은 모노카복실산이며, 윤활성 및 내마모성의 향상에 기여한다. 이와 같은 모노카복실산으로서는, 이른바 장쇄 카복실산이 바람직하고, 구체적으로는 하기 식(8)의 화합물이 바람직하다.
R10-COOH (8)
여기에서, R10은 탄소수가 11 이상인 탄화수소기이다. 탄화수소기로서는 직쇄이어도 분기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 불포화여도 된다. 윤활성 및 내마모성의 관점에서는, 톨유 지방산이 바람직하다.
장쇄 카복실산으로서는, 구체적으로는, 라우르산, 스테아르산, 올레산, 리놀산, 리놀렌산, 에루크산, 팔미트산, 리시놀레산, 하이드록시 지방산(예를 들면, 리시놀산, 12-하이드록시스테아르산 등), 아라키드산, 베헨산, 멜리스산, 아이소스테아르산, 유지로부터 추출된 대두유 지방산, 야자유 지방산, 유채씨유 지방산, 및 톨유 지방산(C18) 등을 들 수 있다.
(D) 성분의 배합량으로서는, 통상의 희석률에 있어서의 윤활성 및 내마모성의 관점에서, 가공유 전량 기준으로 1질량% 이상 20질량% 이하인 것이 바람직하다.
본 가공유는, 상기한 (A) 성분부터 (D) 성분까지를 물에 배합하여 원액으로 한 것이다. 본 가공유(원액)는, 가공유 전량 기준으로, (A) 성분부터 (D) 성분을 합한 배합량이 40질량% 이상 90질량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 배합량은 60질량% 이상 80질량% 이하이다.
(A) 성분부터 (D) 성분까지를 합한 배합량이 40질량% 미만이면, 현장에서의 본 가공유 사용 시에 물에 의한 희석률이 지나치게 높았을 경우, 윤활성의 저하(마찰 계수의 상승)를 초래할 우려가 있다. 한편, (A) 성분부터 (D) 성분까지를 합한 배합량이 90질량%를 초과하면 원액 안정성이 저하될 우려가 있다. 여기에서, 원액 안정성이란, 상 분리, 고체의 불용해, 석출 등으로 원액의 균일성이 없어지는 것을 말한다.
원액 조제용의 물의 비율은 가공유 전량 기준으로 15질량% 이상 75질량% 이하가 바람직하다. 물의 비율이 15질량% 미만이면, (A) 성분과 (B) 성분의 용해가 곤란해져, 원액의 조제가 번잡해진다. 또한, 원액 조제용의 물의 비율이 75질량%를 초과하면, 원액으로서의 보관량이나 수송량이 과대해져 핸들링성이 저하된다.
한편, 본 가공유(원액)는, 그대로의 농도로 사용해도 되지만, 바람직하게는 물로 2배 이상 200배 이하, 보다 바람직하게는 5배 이상 100배 이하의 비율(용량비)로 희석되어 금속 가공용 쿨런트로서 사용된다.
〔그 밖의 성분〕
본 가공유에는, (E) 성분으로서 비이온계 계면활성제를 추가로 배합하는 것이 바람직하다. 이와 같은 계면활성제를 배합하는 것에 의해, 본 가공유의 젖음성이 향상되어 숫돌과 피삭재 사이에 본 가공유가 침투하기 쉬워진다.
(E) 성분으로서는, 그 효과의 관점에서 아세틸렌 글리콜계 계면활성제가 특히 바람직하다. 이와 같은 아세틸렌 글리콜계 계면활성제로서는, 예를 들면, 일본 특허공개 2011-12249호 공보에 기재되어 있는 아세틸렌 글리콜이나 그의 알킬렌 옥사이드 부가물을 적합하게 사용 가능하다. 예를 들면, 아세틸렌 글리콜 EO 부가물이 적합하다. 시판품으로서는, 에어프로덕츠 앤드 케미컬즈제의 다이놀 604, 서피놀 420, 및 서피놀 465 등을 들 수 있다.
(E) 성분의 배합량으로서는, 원액 전량 기준으로 0.1질량% 이상 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 1질량% 이상 10질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. (E) 성분의 배합량이 지나치게 많으면 희석 시의 소포성이 악화된다.
본 가공유에는, (F) 성분으로서 추가로 알칸올아민을 배합하는 것이 바람직하다. 이 알칸올아민은, 전술한 (A) 성분 또는 (D) 성분과 반응하여, 알칸올아민 카복실산염이 되어 윤활성을 보다 높인다. 또한, 알칸올아민은 방청제로서도 기능한다.
알칸올아민으로서는, 특별히 제한은 없고, 1급, 2급, 및 3급 아민을 조합하여 사용할 수 있다. 단, 1급 아민만을 사용하면 아민의 휘발성이 높아, 취기성의 점에서 작업 환경을 악화시킬 우려가 있다. 그러므로, 1급 아민을 사용할 때는, 2급 아민이나 3급 아민을 조합하는 것이 바람직하다. 또한, 취기성의 관점에서 3급 아민이 바람직하다.
1급 아민의 구체예로서는, 예를 들면, 1-아미노-2-프로판올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-뷰탄올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-2-뷰탄올 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 철에 대한 방청성의 점에서 1-아미노-2-프로판올이나 2-아미노-2-메틸-1-프로판올이 특히 바람직하다. 본 가공유에 있어서는, 상기한 성분은 1종 이용해도 되고, 2종 이상을 이용해도 된다.
2급 아민의 구체예로서는, 예를 들면 다이에탄올아민, 다이(n-프로판올)아민, 다이아이소프로판올아민, N-메틸모노에탄올아민, N-에틸모노에탄올아민, N-사이클로모노에탄올아민, N-n-프로필모노에탄올아민, N-i-프로필모노에탄올아민, N-n-뷰틸모노에탄올아민, N-i-뷰틸모노에탄올아민, 및 N-t-뷰틸모노에탄올아민 등을 들 수 있다. 본 가공유에 있어서는, 상기한 성분은 1종 이용해도 되고, 2종 이상을 이용해도 된다.
3급 아민의 구체예로서는, N-메틸다이에탄올아민, N-에틸다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, N-사이클로헥실다이에탄올아민, N-n-프로필다이에탄올아민, N-i-프로필다이에탄올아민, N-n-뷰틸다이에탄올아민, N-i-뷰틸다이에탄올아민, 및 N-t-뷰틸다이에탄올아민 등을 들 수 있다. 상기한 성분은 1종 이용해도 되고, 2종 이상을 이용해도 된다.
전술한 (F) 성분의 배합량은, 가공유(원액) 전량 기준으로 20질량% 이상 55질량% 이하인 것이 바람직하다. (F) 성분의 배합량이 20질량% 미만이면, 현장에서의 본 가공유 사용 시에 물에 의한 희석률이 지나치게 높았을 경우, 방청성의 저하를 초래해 버릴 우려가 있다. 한편, (F) 성분의 배합량이 55질량%를 초과하면 원액 안정성이 저하된다.
여기에서, 방청성을 높이기 위해, 방청제로서 황을 함유하지 않는 카복실산을 (F) 성분과 병용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 카복실산으로서는, 소포성의 관점 및 경수 안정성의 관점에서, 탄소 원자수 8부터 10까지의 카프로산, 노난산, 아이소노난산, 트라이메틸헥산산, 네오데칸산, 및 데칸산 등과 같은 모노카복실산이나, 탄소 원자수 9부터 12까지의 노네인이산, 운데케인이산, 세바크산, 및 도데케인이산 등과 같은 다이카복실산을 바람직하게 들 수 있다.
특히 상기한 트라이메틸헥산산은, 가공유(원액)를 물로 희석했을 때, 고형물이 액면에 생기는 것을 저감시키는 효과(경수 안정성)가 우수하다.
또한, 카복실산의 주쇄를 구성하는 알킬기로서는 내부패성의 점에서 분기 구조를 갖는 것이 바람직하다. 카복실산으로서는 이염기산을 이용한 쪽이 염으로서 이용한 경우에 방청성이 우수하지만, 원액의 안정성(불용화되기 어려운 것)의 관점에서, 이염기산과 일염기산을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 가공유에는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 각종 공지의 첨가제를 적절히 배합할 수 있다. 예를 들면, 극압제, 유성제, 살균제(방부제), 금속 불활성화제, 및 소포제 등이다.
극압제로서는, 황계 극압제, 인계 극압제, 황 및 금속을 포함하는 극압제, 인 및 금속을 포함하는 극압제를 들 수 있다. 이들 극압제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 극압제로서는, 분자 중에 황 원자나 인 원자를 포함하고, 내하중성이나 내마모성을 발휘할 수 있는 것이면 된다. 분자 중에 황을 포함하는 극압제로서는, 예를 들면, 황화 유지, 황화 지방산, 황화 에스터, 황화 올레핀, 다이하이드로카빌 폴리설파이드, 싸이아다이아졸 화합물, 알킬싸이오카바모일 화합물, 트라이아진 화합물, 싸이오터펜 화합물, 다이알킬싸이오다이프로피오네이트 화합물 등을 들 수 있다. 이들 극압제의 배합량은, 배합 효과의 점에서, 최종적인 희석액(쿨런트) 기준으로, 0.05질량% 이상 0.5질량% 이하 정도가 되도록 원액에 배합된다.
유성제로서는, 지방족 알코올이나 지방산 금속염 등의 지방족 화합물, 폴리올 에스터, 솔비탄 에스터, 및 글리세라이드 등의 에스터 화합물을 들 수 있다. 이들 유성제의 배합량은, 배합 효과의 점에서, 쿨런트 기준으로, 0.2질량% 이상 2질량% 이하 정도가 되도록 원액에 배합된다.
살균제로서는, 예를 들면, 2-피리딜싸이오-1-옥사이드 염을 들 수 있다. 구체적으로는, 2-피리딜싸이오-1-옥사이드 나트륨, 비스(2-피리딜다이싸이오-1-옥사이드) 아연, 및 비스(2-설파이드피리딘-1-올레이토) 구리 등을 들 수 있다. 이들 살균제의 배합량은, 배합 효과의 점에서, 쿨런트 기준으로, 0.01질량% 이상 5질량% 이하 정도가 되도록 원액에 배합된다.
금속 불활성화제로서는, 예를 들면, 벤조트라이아졸, 벤조트라이아졸 유도체, 이미다졸린, 피리미딘 유도체, 및 싸이아다이아졸 등을 들 수 있다. 이들의 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 금속 불활성화제의 배합량은, 배합 효과의 점에서, 쿨런트 기준으로, 0.01질량% 이상 3질량% 이하 정도가 되도록 원액에 배합된다.
소포제로서는, 메틸 실리콘유, 플루오로실리콘유, 폴리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 소포제의 배합량은, 배합 효과의 점에서, 쿨런트 기준으로, 0.004질량% 이상 0.08질량% 이하 정도가 되도록 원액에 배합된다.
본 발명의 수용성 금속 가공유는, 상기한 바와 같이 그 사용 목적에 따라 적당한 농도가 되도록 적절히 물에 희석하여, 연삭 가공이나 절삭 가공을 비롯하여, 연마, 스퀴징, 추신(抽伸), 압연 등의 각종의 금속 가공 분야에 적합하게 이용할 수 있다. 한편, 연삭 가공으로서는, 원통 연삭 가공, 내면 연삭 가공, 평면 연삭 가공, 무심 연삭 가공, 공구 연삭 가공, 호닝 가공, 슈퍼 피니싱 가공, 및 특수 곡면 연삭 가공(예를 들면 나사 연삭, 톱니바퀴 연삭, 캠 연삭, 롤 연삭) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 예를 들면, 「(A) 성분 및 (B) 성분을 배합하여 이루어지는 조성물」이라고 규정된 조성물은, 「(A) 성분 및 (B) 성분을 포함하는 조성물」뿐만 아니라, 「(A) 성분 및 (B) 성분의 적어도 한쪽의 성분 대신에, 당해 성분이 변성한 변성물을 포함하는 조성물」이나, 「(A) 성분과 (B) 성분이 반응한 반응 생성물을 포함하는 조성물」도 포함된다.
실시예
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
〔실시예 1∼5, 비교예 1∼6〕
표 1에 나타내는 배합 처방에 의해 수용성 금속 가공유(원액)를 조제한 후, 각 원액을 수돗물로 20배(용량)로 희석하여 각 공시유를 얻었다. 각 공시유에 대해 블록 온 링(block-on-ring) 시험을 행하여, 윤활성과 내마모성을 평가했다. 시험 조건 및 평가 항목(평가 방법)은 하기 대로이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<블록 온 링 시험>
시험기: 블록 온 링 시험기(마루비시 엔지니어링 주식회사제)
하중: 100N
회전수: 500rpm(53m/min)
시간: 10min
링: SAE 4620STEEL
블록: S45C
<평가 항목(평가 방법)>
·윤활성
마찰력(N)으로부터 이하의 기준으로 평가했다.
A: 13.5N 이하
B: 13.5N을 초과함
·내마모성
마모흔 폭(μm)으로부터 이하의 기준으로 평가했다.
A: 1000μm 이하
B: 1000μm 초과 1100μm 이하
C: 1100μm를 초과함
Figure pct00005
1) 톨유 지방산(C18)
2) HO(EO)8.5-(PO)30.2-(EO)8.5H: 산요화성제
3) HO(EO)13.2-(PO)30-(EO)13.2H: 산요화성제
4) CH3O(PO)a((EO)b/(PO)c)(PO)dH: 산요화성제 블렌버 LUB82
5) 펜타에리트리톨 폴리옥시에틸렌 에터: 닛폰유화제제 PNT-60U
6) 펜타에리트리톨 폴리옥시에틸렌 에터: 닛폰유화제제 PNT-40
7) 트라이메틸올프로페인 트라이폴리옥시에틸렌 에터: 닛폰유화제제 TMP-60
8) 아세틸렌 글리콜계 계면활성제: 에어프로덕츠 앤드 케미컬즈제의 다이놀 604, 서피놀 420, 및 서피놀 465를 혼합하여 사용
9) 그 밖의 성분: (폴리에틸렌이민(분자량 1000)의 30질량% 수용액: 0.3질량%, 벤조트라이아졸: 1.0질량%, 벤즈아이소싸이아졸린의 35질량% 수용액: 0.2질량%, 피리싸이온 나트륨: 0.2질량%, 실리콘계 소포제: 0.4질량%)
〔평가 결과〕
실시예 1∼5의 원액을 희석하여 이루어지는 쿨런트는, 본 발명의 (A) 성분부터 (D) 성분까지를 배합하여 이루어지기 때문에, 모두 윤활성 및 내마모성이 우수하다.
이에 비해서 비교예 1∼6의 원액을 희석하여 이루어지는 쿨런트는, 상기 (A) 성분부터 (D) 성분까지의 어느 하나를 결여하고 있기 때문에, 윤활성과 내마모성을 양립시킬 수 없다.

Claims (15)

  1. (A) 설파이드 구조를 함유하는 다이카복실산, (B) 폴리알킬렌 글리콜, (C) 다가 알코올 폴리알킬렌 옥사이드 부가물, 및 (D) 모노카복실산을 배합하여 이루어지는
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 성분이 하기 식(1)의 화합물인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
    HOOC-R1-Sn-R2-COOH (1)
    (R1 및 R2는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 탄화수소기이며, n은 1 이상 8 이하의 정수이다.)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (A) 성분의 배합량이 당해 가공유 전량 기준으로 0.1질량% 이상 14질량% 이하인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (B) 성분이 하기 식(2)의 화합물 및 하기 식(3)의 화합물의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
    HO-(EO)a-(PO)b-(EO)c-H (2)
    (EO는 에틸렌 옥사이드 단위, PO는 프로필렌 옥사이드 단위를 의미한다. a, c는 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이며, b는 5 이상 100 이하의 정수이다.)
    R3O-(R'O)d-H (3)
    (R3은 탄소수가 1 이상 30 이하인 알킬기이다. R'O는 PO 및 EO로부터 선택된 옥사이드 단위이며 혼합하여 이용해도 된다. 단, R'O에 있어서의 EO의 몰분율은 1 미만이다. d는 1 이상 50 이하의 정수이다.)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (B) 성분의 배합량이 당해 가공유 전량 기준으로 10질량% 이상 60질량% 이하인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (C) 성분이 하기 식(4)의 화합물부터 하기 식(7)의 화합물까지의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
    Figure pct00006

    (R11부터 R14까지는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. e부터 h까지는, 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이다.)
    Figure pct00007

    (R4는 탄소수 1부터 30까지의 알킬기이다. R21부터 R23까지는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. i부터 k까지는, 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이다.)
    Figure pct00008

    (R5 및 R6은, 각각 독립적으로 탄소수 1부터 30까지의 알킬기이다. R31 및 R32는, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. l 및 m은, 각각 독립적으로 1 이상 30 이하의 정수이다.)
    Figure pct00009

    (R7부터 R9까지는, 각각 독립적으로 탄소수 1부터 30까지의 알킬기이다. R41은 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬렌기이다. n은 1 이상 30 이하의 정수이다.)
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (C) 성분의 배합량이 당해 가공유 전량 기준으로 5질량% 이상 30질량% 이하인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (D) 성분이 하기 식(8)의 화합물인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
    R10-COOH (8)
    (R10은 탄소수가 11 이상인 탄화수소기이다.)
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (D) 성분의 배합량이 당해 가공유 전량 기준으로 1질량% 이상 20질량% 이하인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 (E) 아세틸렌 글리콜계 계면활성제를 배합하여 이루어지는
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (E) 성분이 아세틸렌 글리콜 에틸렌 옥사이드 부가물인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 (E) 성분의 배합량이 당해 가공유 전량 기준으로 1질량% 이상 15질량% 이하인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수용성 금속 가공유가, 물을 15질량% 이상 75질량% 이하 배합하여 이루어지는 원액인
    것을 특징으로 하는 수용성 금속 가공유.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 수용성 금속 가공유를, 물로 2배 이상 200배 이하(용량)로 희석하여 이루어지는
    것을 특징으로 하는 금속 가공용 쿨런트.
  15. 제 14 항에 있어서,
    금속 가공용 쿨런트가 연삭용인
    것을 특징으로 하는 금속 가공용 쿨런트.
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