KR910002169B1 - 투명방전가공액 - Google Patents

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이데미쯔고오산 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

투명방전가공액
본 발명은 투명방전가공액에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하면, 방전가공, 와이어커트 방전가공 등의 소위 방전계로 호칭되는 전기가공에 사용되는 가공액이고, 인화성이 낮고, 대량사용시에 있어서도 인화방지대책을 경미하게 끝이게 함과 동시에, 점도의 상승 및 비저항의 저하가 작아서 가공액으로서의 특성에 뛰어나고, 그위에 투명성이 우수하기 때문에 뛰어난 작업성을 가진 투명방전가공액에 관한 것이다.
전기가공에 사용하는 가공액으로서는, 종래부터 절연성이 높은 탄화수소계 기름이 사용되어 왔다.
그러나, 종래의 탄화수소계 기름은, 가공시에 발생한 절삭기루나 상기 탄화수소계 기름으로부터 유리된 탄소 등에 의해서, 사용할수록 가공속도가 저하하여 생산효율이 저하하는 일이있었다.
또, 비저항의 저하에 따라서 인가전압을 높히면, 가공면이 거치러지거나, 전극의 소모가 빨라지거나하는 문제를 가지고 있었다.
또, 탄화수소계 기름은 일반적으로 인화점이 낮고, 사용에 있어서는 충분한 인화방지대책을 세울 필요가 있으며, 특히 대량으로 사용할 경우에는 그 대책에 소요되는 비용 및 노력이 무시될 수 없다고 하는 문제도 있었다.
그리하여, 종래의 탄화수소계 기름이 가진 문제점을 해결하는 전기가공액으로서, 예를 들면 절연성기름에 물을 첨가한 에멀션형의 전기가공액이 각종 제안되고 있다(일본국 특개소 55-6416호, 동특개소 58-181522호 공보 등 참조).
그러나, 상기 전기가공액이 유중수척형(油中水適型) 에멀션 일때에는, 비저항이 거의 0으로 되어 버리기 때문에 방전가공이 곤란하게 되고, 무리하게 방전가공을 할려고 하면, 인가전압을 상승시키지 않으면 안되며, 그렇게하면, 전극에 걸리는 부하가 큰것으로 인한 전극의 단수명화를 한층 더 촉진한다. 또, 에멀션이기 때문에, 전기가공액의 인화점이 낮아져 화재발생의 위험이 많고, 그위에, 점도가 높으므로 가공시에 혼입하는 절삭가루나 탄소가루의 제거가 곤란하다. 또, 상기 투명방전가공액이 수중유적형 에멀션 일때에는, 물이 연속상(相)이므로, 전해가공이 되어도 방전가공을 할 수는 없다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하고, 인화점이 높고, 인화방지용 설비나 소화용 설비를 경미한 것으로 끝이게 할 수 있는 동시에, 비저항의 저하가 작고, 가공속도의 저하나 가공면의 거치름, 전극의 소모등의 문제를 해소할 뿐만 아니라, 작업성에도 뛰어난 투명방전가공액을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 사정에 의거하여 이루어진 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자가 예의 연구를 거듭한 결과, 광유 및/또는 합성유와 특정한 비율의 물로 이루어지는 혼합물에, 계면활성제를 특정한 비율로 첨가하므로서, 투명한 방전가공액을 얻을 수있는 것을 알아내어 본 발명에 도달하였다.
즉, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요지는, 광유 및 합성유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 기름 95∼60중량%와 물 5∼40중량%와, 이 혼합물에 대하여 5∼40중량%의 계면활성제를 혼합하여, 상기 물을 가용화(可溶化)하므로서, 투명인 동시에 40℃에서의 그 동(動)점도가 18cst 이하인 것을 특징으로 하는 투명방전가공액이다.
상기 광유로서는, 40℃에서의 동점도가 10cst 이하, 바람직하게는 8cst 이하인 파라핀계 기름, 나프틴계 기름 등을 들 수 있다. 이들 파라핀계 기름, 나프틴계 기름 등은 석유유분(石油留分)을 정제해서 얻게되는 것이다. 또한, 등유, 경유 등의 경질유 및 스핀들유, 기계유 등의 일반윤활유를 단독 또는 혼합한 것을, 본 발명에 있어서의 광유로서 사용을 할 수 있다. 본 발명에서 바람직한 광유로서, 경질광유를 들 수 있다.
상기 합성유로서는, 40℃에서의 동점도가 10cst 이하, 바람직하게는 8cst 이하인 탄화수소계 합성유, 2염기산에스테르, 규산염에스테르, 인산에스테르, 네오펜틸폴리올에스테르 등의 에스테르계 합성유, 폴리글리콜계 합성유, 폴리페닐에테르계 합성유, 실리콘계 합성유 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 광유 및 상기 합성유중 어느 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다.
상기 각종의 광유 및 합성유의 어느 1종 또는 복수종류를 혼합하여 사용한다고 해도, 광유 및/또는 합성유는, 40℃에서의 동점도가 10cst 이하, 바람직하게는 8cst 이하, 더욱 바람직하게는 1.5∼5cst이고, 또한, 그 인화점이 80∼160℃인 것이 바람직하다. 이와 같은 광유 및 상기 합성유로서는, 40℃에서의 동점도가 1.6cst, 2.1cst, 3.5cst, 4.5cst 등의 경질광유, 40℃에서의 동점도가 2.5cst, 3.5cst 등의 α-올레핀소중합체등을 상업적으로 용이하게 입수할 수 있다.
상기 광유 및/또는 합성유의 40℃에서의 동점도가 10cst를 초과하면, 본 발명의 투명방전가공액의 점도가 커져서, 가공시에 발생하는 절삭가루가 침전하지 않고, 절삭면에 체재해서 가공면에 악영향을 미치므로 바람직하지 않다.
상기 물은 충분히 정제된 증류수가 바람직하나, 본 발명의 목적을 저해하지 않는한, 미량의 불순물을 함유하는 것이라도 좋으며, 예를 들면 수도물을 사용할 수도 있다.
상기 광유 및/또는 합성유와 상기 물과의 혼합비율은, 상기 광유 및/또는 합성유에 대하여 95∼60중량%, 바람직하게는 93∼75중량%, 상기 물에 대하여 5∼40중량%, 바람직하게는 7∼25중량%인 것이 중요하다.
상기 물의 혼합비율이 5중량% 보다도 적으면, 본 발명의 투명방전가공액의 인하점을 높일 수 없으며, 또, 40중량%를 초과하면, 본 발명의 투명방전가공액의 점도가 커져서, 양호한 가공면을 얻을 수 없다.
상기 계면활성재로서는 지방산 및 로진산비누, N-아실카르복실산염, 에테르카르복실산염 등의 카르복실산염, 알킬술폰산염, 술포숙신산염, 에스테르술폰산염, 알킬알릴 및 알킬나프탈렌술폰산염 등의 술폰산염, 황산화유, 에스테르황산염, 알킬황산염, 에테르황산염, 알킬알릴에테르황산염, 아미드황산염 등의 황산에스테르염, 알킬인산염, 에테르인산염, 알킬알릴에테르인산염, 아미드인산염, 포르말린축합술폰산염 등의 인산염 등의 음이온계 계면활성제 : 1급 아민염, 2급 아민염, 3급 아민염, 4급 암모늄염, 히드록시암모늄염, 에테르암모늄염 등의 지방족아민염 및 그 4급 암모늄염, 벤즈알코늄염, 벤즈아토늄염 등의 방향족 4급 암모늄염, 피리디늄염, 이미다졸륨염 등의 양이온계 계면활성제 : 카르복시베타인, 술포베타인 등등의 베타인 : 아미노카르복실산염, 이미다졸리유도체 등의 양성계면활성제 : 알킬 및 알킬알릴폴리옥시에틸렌에테르, 알킬알릴포름알데히드 축합폴리옥시에틸렌에테르, 글리세린에테르 및 그 폴리옥시에틸렌에테르, 폴리옥시프로필렌을 친유기로 하는 블록중합체, 알킬티오폴리옥시에틸렌에테르 등의 에테르, 프로필렌글리콜에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 소르비탄에스테르의 폴리옥시에틴렌에테르, 소르비톨폴리옥시에틸렌에테르의 에스테르, 글리세린에테르의 에스테르, 알킬폴리옥시에틸렌에테르의 에스테르, 공중합물의 폴리옥시에틸렌에테르에스테르등의 에테르에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 글리세린에스테르, 소르비탄에스테르, 2가 알코올에스테르, 사카로오스에스테르 등의 에스테르, 지방산알카놀아미드, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 알카놀아민의 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 아민옥시드 등의 함질소형 계면활성제 등의 비이온 계면활성제, 불소계 계면활성제, 폴리펩티드유도체, 천연계면활성제 등의 각종 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 1종 단독으로 사용해도 좋고, 또, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 본 발명에 있어서는, 계면활성제의 사용량을 저감시킨다등의 이유로 2중 이상의 상기 계면활성제를 혼합하여 사용하는 편이 바람직하다.
2종 이상의 상기 계면활성제를 사용하는 경우. 계면활성제의 바람직한 조합은, 비이온계 계면활성제와 음이온계 계면활성제이다. 이 경우의 비이온계 계면활성제로서는, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노올레이트 등이 바람직하며, 또 음이온계 계면활성제로서는, 디알킬술포숙신산나트륨, 알킬나프탈렌술폰산나트륨염, 지방산의 알카놀아민염 등이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 이 방전가공액이, 상기 계면활성제를 상기 광유 및/또는 합성유와 상기 물과의 혼합물에, 이 혼합물에 대하여 5∼40중량%의 비율로 첨가하여, 상기 광유 및/또는 합성유에 물을 가용화한 투명액이라는 것, 및 그 투명액의 동점도가 20cst 이하라는 것에 주목하여야할 것이다.
상기 계면활성제의 첨가량이 상기 혼합물에 대하여, 5중량% 보다 적으면 상기 혼합물이 가용화되지 않기때문에, 본 발명의 목적을 달성하는데 있어서 바람직하지 않다. 한편, 40중량% 보다 많게하면 가용화한 액의 동점도가 지나치게 높아지므로 바람직하지 않다.
투명방전가공액의 점도가 20cst 보다 크면, 절삭가루가 절삭면에 체재하여 양호한 절삭면을 얻을 수 없으며, 또, 가공속도가 저하하기 때문에 생산효율도 저하하게 된다.
또한, 본 발명에 관한 투명방전가공액은, 상기 광유 및/또는 합성유, 물 및 계면활성제외에, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, 적당하게, 산화방지제, 방청제 등을 배합하여도 된다.
이와 같이해서 얻게되는 투명방전가공액은, 그 액속의 절삭가루를, 예를 들면 필터에 의해 제거하므로서 재생사용이 가능하다.
본 발명에 의하면, 이와 같은 효과가 있다.
(1) 종래의 투명방전가공액에 비교하여 인화점이 현저하게 높은 투명방전가공액을 제공할 수 있다. 즉, 이 투명방전가공액은, 인화하기 어렵다. 따라서, 이 투명방전가공액은, 사용에 있어서, 종래의 투명방전가공액과 같이 대규모의 인화방지용 설비, 소화용 설비가 필요없게 되고, 경미한 인화방지용 설비, 소화용 설비하에, 안전하게 대량사용을 할 수 있다.
(2) 계면활성제를 첨가하므로서, 비저항의 저하를 방지하고, 그 결과, 인가전압을 높이는 일없이 가공을 할 수 있기 때문에, 가공면이 거치러지거나, 전극의 마모가 빨라지거나 하는 일이 없는 투명방전가공액을 제공할 수 있다.
(3) 계면활성제를 첨가하므로서, 물의 사용에 따른 점도의 상승을 억제할 수 있기 때문에, 가공시에 발생하는 절삭가루가 절삭면에 체재하는 일이 없으며, 따라서, 양호한 절삭면을 얻을 수 있는 투명방전가공액을 제공할 수 있다.
(4) 에멀션형과 같이 유탁(乳濁)하지 않고, 투명성에 뛰어나 있으므로, 가공상태를 눈으로 볼 수 있게되어, 작업성에 뛰어난 투명방전가공액을 제공할 수 있다.
다음에 본 발명의 실시예 및 비교예를 표시하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
[실시예 1∼4, 실시예 6, 비교예 1,2]
베이스오일[40℃에서의 동점도가 2.1cst인 경질광유]와 물을 제1표에 표시한 비율로 혼합하고, 이 혼합물에 대하여 25중량%의 비이온계 계면활성제(폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르)와 음이온계 계면활성제(알킬나프탈렌술폰산나트륨염)와의 4:1 혼합물을 첨가하여, 격심하게 교반하였다. 얻어진 투명방전가공액에 대하여, 그 비중(측정법 : JIS K-2249에 준거), 동점도(측정법 : JIS K-2283에 준거), 인화점(측정법 : 클리블렌드오우픈커트법(Cleveland open Cut), JIS K-2265), 굴절률(측정법 : JIS C-2101에 준거)을 측정하였다. 측정결과를 제1표에 표시한다.
제1표에 표시한 바와 같이 투명방전가공액중의 물의 비율이 커지면, 본 발명의 효과를 나타낼 수 없다. 또, 본 발명에 관한 투명방전가공액은, 클리블렌드오우픈커트법에 의해서는 그 인화점이 검출되지 않아, 매우 높은 인화점을 가지며, 투명하다.
[표 1]
Figure kpo00001
* : 불투명이므로 측정불능.
Nα 20: 20℃에서의 굴절률.
[실시예 5, 비교예 3,4]
제2표에 도시한 점도를 가진 광유와 물을 제2표에 표시한 비율로 배합한 혼합물에, 제2표에 표시한 종류의 계면활성제를 제2표에 표시한 비율로 배합하여, 투명방전가공액을 얻었다. 이 투명방전가공액에 대하여, 상기 실시예와 마찬가지로 하여, 그 동점도, 인화점을 측정하고, 또 방전가공테스트(흑연전극을 갖춘 방전가공장치[마끼노 EDN-64 A 8](일본국장치 이름)로 S 50C의 강철을 방전가공하여 그 가공면의 거치름을 μm로 평가하였다.)를 행하였다. 결과를 제2표에 표시한다.
제2표에 표시한 바와 같이 동점도가 40cst(40℃)를 초과했을 경우의 투명방전가공액(비교예 4 참조)은 점도가 높으기 때문에 가공물의 표면거치름이 많아져서 바람직하지 않다. 또, 계면활성제의 첨가비율이 40%를 초과하는 경우(비교예 5 참조)는, 마찬가지의 현상이 발생하여, 가공물의 표면거치름이 커진다.
본 발명과 같이 오일베이스와 물과 계면활성제를 특정한 비율로 혼합한 경우에, 본 발명의 효과를 가져오는 투명방전가공액을 얻을 수 있게 된다.
[표 2]
Figure kpo00002

Claims (7)

  1. 광유 및 합성유로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기름 95∼60중량%와 물 5∼40중량%와, 이 혼합물에 대하여 5∼40중량%의 계면활성제를 혼합하고, 상기 물을 가용화 하므로서, 투명인 동시에 40℃에서의 그 동점도가 20cst 이하인 것을 특징으로 하는 투명방전가공액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광유는, 그 동점도가 40℃에서 10cst 이하인 투명방전가공액.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광유가 경질광유인 투명방전가공액.
  4. 제1항에 있어서, 상기 합성유는, 그 동점도가 40℃에서 10cst인 투명방전가공액.
  5. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제가 비이온계 계면활성제 및 음이온계 계면활성제를 조합해서 이루어진 투명방전가공액.
  6. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제가 비이온계 계면활성제인 투명방전가공액.
  7. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제가 폴리에틸렌노닐페놀에테르 및 알킬나프탈렌술폰산나트륨염의 조합인 투명방전가공액.
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