TWI647301B - 水溶性金屬加工油劑 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可長時間抑制在使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時形成霧狀而飛散之水溶性金屬加工油劑及其製造方法。
本發明之水溶性金屬加工油劑包含重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水。

Description

水溶性金屬加工油劑 技術領域
本發明有關於一種可長時間抑制在使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時形成霧狀而飛散之水溶性金屬加工油劑及其製造方法。
背景技術
迄今，金屬材料之切削加工、研削加工等時，已使用金屬加工油劑，目的在實現作為加工對象之金屬材料與高速旋轉之加工工具之間之潤滑、冷卻等。金屬加工油劑已知有主要由礦物油等所構成之非水溶性金屬加工油劑，以及以水稀釋礦物油或界面活性劑等而成之水溶性金屬加工油劑。
近年，因非水溶性金屬加工油劑有易於燃燒之缺點，而已廣泛改用水溶性金屬加工油劑。且，為提昇加工效率，已發展金屬材料之切削加工、研削加工等時之加工工具之旋轉速度之高速化。金屬加工油劑所承受之剪力、摩擦熱等亦隨之而更為增大。金屬加工油劑一旦承受較大之剪力或摩擦熱，金屬加工油劑將易部分微粒化、熱分解，導致金屬加工油劑形成霧狀並朝周邊飛散。尤其，水溶性 金屬加工油劑一般黏度低於非水溶性金屬加工油劑，而有易於形成霧狀而飛散之問題。
金屬加工油劑霧一旦飛散，將發生加工機械及產品等為金屬加工油劑所汙染之問題。且，金屬加工油劑霧若經作業員之呼吸器官等而進入體內，亦可能有害作業員之健康。上述狀況下，可有效抑制在使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時形成霧狀而飛散之水溶性金屬加工油劑之開發備受期待。舉例言之，專利文獻1已揭露一種考量抑制霧狀飛散之觀點等而含有平均分子量超過1,000,000之聚環氧烷等之水溶性金屬加工油劑。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第93/24601號小冊
發明概要
然而，本發明人反覆鑽研檢討之結果，已發現諸如專利文獻1所揭露之水溶性金屬加工油劑使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時，在開始使用後不久，雖可抑制水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散，但重複使用後則有霧狀飛散更為嚴重之新問題。尤其，已知施予高剪力之金屬加工時，霧狀飛散之抑制效果容易降低，可能須頻繁補充新的水溶性金屬加工油劑。
本發明乃有鑑於上述問題而構思之發明。即，本 發明之主要目的在提供可長時間抑制使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時形成霧狀而飛散之水溶性金屬加工油劑及其製造方法。
本發明人為解決上述問題而致力進行檢討。其結果，已發現採用包含重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水之水溶性金屬加工油劑，即可在其使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時，長時間抑制該水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散。本發明乃基於上述發現一再進行檢討而完成之發明。
即，本發明提供以下所揭示之態樣之水溶性金屬加工油劑及其製造方法。
第1項．一種水溶性金屬加工油劑，包含重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷及水。
第2項．如第1項之水溶性金屬加工油劑，其構成前述聚環氧烷之單體單元之碳數為2~4。
第3項．如第1或2項之水溶性金屬加工油劑，其中前述聚環氧烷包含選自於由環氧乙烷單元、環氧丙烷單元及環氧丁烷單元所構成群組中之至少1種單體單元。
第4項．如第1~3項中任一項之水溶性金屬加工油劑，其中前述聚環氧烷為選自於由聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚環氧丁烷、環氧乙烷-環氧丙烷共聚物、環氧乙烷-環氧丁烷共聚物及環氧丙烷-環氧丁烷共聚物所構成群組中之至少1種。
第5項．如第1~4項中任一項之水溶性金屬加工油劑，其中前述聚環氧烷之含量為0.1~5質量%。
第6項．如第1~5項中任一項之水溶性金屬加工油劑，其黏度為5~10,000mPa．s。
第7項．如第1~6項中任一項之水溶性金屬加工油劑，其用於金屬材料之切削加工或研削加工。
第8項．一種水溶性金屬加工油劑之製造方法，用於製造第1~7項中任一項之水溶性金屬加工油劑，該製造方法包含一將重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水混合之步驟。
第9項．一種水溶性組成物在金屬加工上之用途，該水溶性組成物包含重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水。
依據本發明，可提供一種可長時間抑制在使用於金屬材料之切削加工、研削加工等時形成霧狀而飛散之水溶性金屬加工油劑及其製造方法。
1‧‧‧噴刷
2‧‧‧空氣
3‧‧‧試驗試樣噴霧
4‧‧‧紙張
D1、D2‧‧‧直徑
圖1為測定水溶性金屬加工油劑之飛散直徑之裝置之示意圖。
圖2為用以說明霧狀飛散之抑制效率之評價方法之示意圖。
圖3為用以說明霧狀飛散之抑制效率之評價方法之示意圖。
用以實施發明之形態
本發明之水溶性金屬加工油劑之特徵在於其包含重量平均分子量100,000~1,000,000之聚環氧烷與水。以下，即詳細說明本發明之水溶性金屬加工油劑及其製造方法、使用水溶性金屬加工油劑之金屬加工方法。
1.水溶性金屬加工油劑
本發明之水溶性金屬加工油劑含有重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水。本發明之水溶性金屬加工油劑並為含有重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水之水溶性組成物，而可使用於金屬加工。
聚環氧烷之重量平均分子量若在上述範圍內且含有環氧烷作為單體單元，則無特別之限制。就水溶性金屬加工油劑使用於切削加工、研削加工等時，水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之長時間抑制之觀點而言，構成聚環氧烷之單體單元之碳數宜舉為2~4程度，2~3程度則更佳。
又，就水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之長時間抑制之觀點而言，可列舉環氧乙烷單元、環氧丙烷單元、環氧丁烷單元等碳數為2~4之脂肪族環氧烷單元作為較佳之環氧烷單元，列舉環氧乙烷單元、環氧丙烷單元等碳數為2~3之脂肪族環氧烷單元則更佳。另，諸如環氧丙烷單元可列舉為1,2-環氧丙烷單元及1,3-環氧丙烷單元。且，諸如環氧丁烷單元可列舉為1,2-環氧丁烷單元、2,3-環氧丁烷單元及環氧異丁烷單元。可含有單獨1種之該等環氧烷單元， 或含有2種以上。且，聚環氧烷亦可為含有該等環氧烷單元中至少1種之嵌段共聚物，或為隨機共聚物。
聚環氧烷之尤佳具體例可舉為聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚環氧丁烷、環氧乙烷-環氧丙烷共聚物、環氧乙烷-環氧丁烷共聚物、環氧丙烷-環氧丁烷共聚物等。該等共聚物亦可為嵌段共聚物及隨機共聚物之任一種。聚環氧烷亦可使用單獨1種或組合2種以上而使用。
聚環氧烷之重量平均分子量為100,000~1,000,000程度。本發明中，水溶性金屬加工油劑中含有具此種特定分子量之聚環氧烷，故可長時間抑制水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散。抑制水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之機制詳情雖非完全明瞭，但舉例言之，可加以考量如下。即，可推論本發明之水溶性金屬加工油劑中，聚環氧烷之重量平均分子量為100,000~1,000,000程度而在特定範圍內，故與諸如重量平均分子量超過1,000,000之聚環氧烷相較，在長時間承受較高剪力後，聚環氧烷分子鏈亦不易斷鏈，而抑制了水溶性金屬加工油劑之微粒化。且，可推論本發明之水溶性金屬加工油劑中，聚環氧烷之重量平均分子量大於未滿100,000之聚環氧烷，故水溶性金屬加工油劑不易形成微粒。
就更為提高水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之抑制效果之觀點而言，聚環氧烷之重量平均分子量宜為130,000~950,000程度，300,000~750,000程度則更佳。如上所述，聚環氧烷之重量平均分子量未滿100,000時，一旦將 水溶性金屬加工油劑使用於切削加工、研削加工等，則霧狀飛散之抑制效果可能明顯降低。另，聚環氧烷之重量平均分子量若超過1,000,000，一旦水溶性金屬加工油劑長時間承受剪力，將無法維持霧狀飛散抑制效果而容易降低霧狀飛散之抑制效果。另，聚環氧烷之重量平均分子量乃藉使用聚環氧乙烷作為標準樣本之膠透層析術(GPC)而測得之值。
聚環氧烷亦可藉迄今周知之方法而製造，或使用市售品。聚環氧烷之市售品則可例舉住友精化株式會社出品之商品名：PEO-L2Z(重量平均分子量：10萬~15萬)、PEO-1(重量平均分子量：15萬~40萬)、商品名：PEO-2(重量平均分子量：40萬~60萬)、商品名：PEO-3(重量平均分子量：60萬~100萬)等。另，「PEO」乃住友精化株式會社之登錄商標。
本發明之水溶性金屬加工油劑中，聚環氧烷之含量雖無特別之限制，但就水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之長時間抑制之觀點而言，宜舉為0.1~5質量%程度，0.3~4.8質量%程度則更佳。
水溶性金屬加工油劑之黏度並無特別之限制，通常可舉為5~10,000mPa．s程度，宜為7~2000mPa．s程度。另，水溶性金屬加工油劑之黏度乃使用B型旋轉式黏度計(TOKIMEC公司出品之B型黏度計)，設旋轉速度為每分鐘60轉而測定3分鐘後之25℃下之黏度所得之值。測定所使用之轉子在未滿80mPa．s時使用轉子No.1，80mPa．s以上、未 滿400mPa．s時則使用轉子No.2，400mPa．s以上、未滿1,600mPa．s時使用轉子No.3，1,600mPa．s以上時使用轉子No.4。
本發明之水溶性金屬加工油劑中所含之水並無特別之限制，可例舉為工業用水、自來水、精製水、離子交換水、純水等。且，水溶性金屬加工油劑中所含之水含量並無特別之限制，凡可於金屬材料之切削加工、研削加工等時發揮作為潤滑劑或冷卻劑之功能之量即可，但通常為30~99質量%程度，宜為50~95質量%程度，70~95質量%程度則更佳。
本發明之水溶性金屬加工油劑除上述之聚環氧烷以外，一般並含有基礎油。基礎油並無特別之限制，可舉為水溶性金屬加工油劑一般所使用之基礎油，諸如JIS K2241-2000中揭露之A1類、A2類或A3類之水溶性切削油劑所使用之周知之基礎油。基礎油之含量並無特別之限制，通常可為0.01~20質量%程度，宜為0.1~15質量%程度。
本發明之水溶性金屬加工油劑亦可視需要而進而含有添加劑。上述添加劑並無特別之限制，可例舉周知之水溶性金屬加工油劑中所含之添加劑。添加劑可例舉潤滑劑、極壓添加劑、消泡劑、抗氧化劑、防鏽劑、防蝕劑、防腐劑、界面活性劑等。添加劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。
潤滑劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之潤滑劑。潤滑劑之具體例可舉為礦物 油、合成油、碳數6以上之脂肪族羧酸、碳數6以上之脂肪族二羧酸等。潤滑劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑含有潤滑劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~20質量%程度，宜為0.1~15質量%程度。
極壓添加劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之極壓添加劑。極壓添加劑之具體例可舉為氯系極壓添加劑、硫磺系極壓添加劑、磷系極壓添加劑等。氯系極壓添加劑可例舉氯化石蠟、氯化脂肪酸、氯化油脂等。硫磺系極壓添加劑可舉為硫化烯烴、硫化豬油、烷基聚硫化物、硫化脂肪酸等。磷系極壓添加劑可舉為磷酸酯(鹽)系、亞磷酸酯(鹽)系、硫代磷酸酯(鹽)系、膦系、磷酸三甲苯酯等。極壓添加劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑含有極壓添加劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~20質量%程度，宜為0.1~15質量%程度。
消泡劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之消泡劑。消泡劑之具體例可舉為甲基矽油、氟化矽油、二甲基聚矽氧烷、改質聚矽氧烷等矽系消泡劑等。消泡劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑含有消泡劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~10質量%程度，宜為0.1~5質量%程度。
防腐劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之防腐劑。防腐劑可例舉噻嗪系防腐 劑、異噻唑啉系防腐劑、酚系防腐劑等防腐劑。噻嗪系防腐劑之具體例可舉為六氫-1,3,5-三(2-羥乙基)-1,3,5-三氮六環等。異噻唑啉系防腐劑之具體例可舉為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-異噻唑啉-3-酮等。酚系防腐劑之具體例可舉為鄰苯基苯酚、2,3,4,6-四氯酚等。防腐劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑含有防腐劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~10質量%程度，宜為0.1~5質量%程度。
防蝕劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之防蝕劑。防蝕劑可例舉三唑類等。三唑類之具體例則可舉為苯并三唑、甲基苯并三唑、3-氨基三唑等。防蝕劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑中含有防蝕劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~10質量%程度，宜為0.1~5質量%程度。
防鏽劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之防鏽劑。防鏽劑可例舉有機羧酸、有機胺等。有機羧酸之具體例可舉為二甲基辛酸、壬酸、癸二酸、十二烷二酸等。又，有機胺之具體例可舉為醇胺、烷基醇胺、烷基胺等。防鏽劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑含有防鏽劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~10質量%程度，宜為0.1~5質量%程度。
界面活性劑並無特別之限制，可例舉水溶性金屬加工油劑所使用之周知之界面活性劑。界面活性劑可例舉 脂肪酸胺皂、石油磺酸鹽、硫酸化油、烷基苯磺醯胺羧酸鹽、羧化油等陰離子系界面活性劑；山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪酸丙二醇酯、脂肪酸聚乙二醇酯、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇烴基酚醚、脂肪酸烷基醯胺等非離子系界面活性劑等。界面活性劑亦可僅使用1種或使用2種以上之組合。水溶性金屬加工油劑中含有界面活性劑時，其含量雖無特別之限制，但通常可為0.01~10質量%程度，宜為0.1~5質量%程度。
2.水溶性金屬加工油劑之製造方法
本發明之水溶性金屬加工油劑可藉混合重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧烷與水而製得，通常，將進而混合上述之一般基礎油。且，本發明之水溶性金屬加工油劑之製造方法亦可視需要而混合上述添加劑之至少1種。聚環氧烷、水、基礎油及視需要而使用之添加劑之混合方法並無特別之限制，舉例言之，可依上述之含量而將上述之聚環氧烷、基礎油及因應需求之上述添加劑加入水中，並於常溫常壓下加以攪拌，而輕易加以製造。
3.金屬加工方法
本發明之水溶性金屬加工方法則使本發明之水溶性金屬加工油劑接觸作為加工對象之金屬材料之加工部分而進行加工。更具體而言，乃朝高速旋轉之加工工具與金屬材料之被加工部供給本發明之水溶性金屬加工油劑，同時提高被加工部之潤滑性，且加以冷卻而消除摩擦熱，同時進行加工。依據本發明之水溶性金屬加工方法，可長時間抑 制高速旋轉之加工工具所導致水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之發生。因此，可有效避免作業環境為水溶性金屬加工油劑所汙染。
作為加工對象之金屬材料並無特別之限制，可例舉鐵、鈦、鋁、鎂、銅、鎳、鉻、錳、鉬、鎢、金、銀、鉑及含有其等中至少1種之合金等。
加工方法並無特別之限制，但可例舉切削加工、研削加工等。切削加工之具體例可舉為車削加工、鑽孔加工、搪孔加工、銑削加工、切齒加工等。研削加工之具體例則可舉為內面研削等。已有效抑制本發明之水溶性金屬加工油劑形成霧狀而飛散。因此，本發明之水溶性金屬加工油劑在上述加工方法中，亦尤其特別適用於易發生霧狀飛散之車削加工、銑削加工等加工方法。金屬加工所使用之加工工具雖無特別之限制，但可例舉鑽機、切削刀、銑刀、端銑刀、擴孔器、滾齒刀、刨齒刀、螺絲模、拉刀、磨輪等。且，構成該等加工工具之材料並無特別之限制，但可例舉鋼、超硬合金、陶瓷、金屬瓷料、金剛石，立方氮化硼等。
本發明之金屬加工方法可藉朝金屬材料之被加工部供給本發明之水溶性金屬加工油劑同時進行加工，而提高被加工部之潤滑性，並排除摩擦所產生之熱。進而，本發明之水溶性金屬加工油劑可有效抑制加工時之霧狀飛散，故可長時間重複加以使用。
實施例
以下，詳細說明本發明之實施例及比較例。惟，本發明並不受限於實施例。
[第1實施例]
混合市售之金屬切削用油劑(AZ CO.,LTD出品，水溶性切削油)25g與水475g，其中並加入聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)5.0g，再藉混凝試驗器(株式會社宮本製作所出品，jar tester MJS-8S)加以攪拌3小時，而製得水溶性金屬加工油劑505.0g(聚環氧乙烷之含量：1.0質量%、黏度：7.4mPa．s)。另，聚環氧乙烷之重量平均分子量及水溶性金屬加工油劑之黏度則藉以下之方法而測得。其它實施例及比較例亦同。
<重量平均分子量之測定>
已使用膠透層析儀(Tosoh Corporation出品，HLC-8220 GPC)而測定聚環氧乙烷之重量平均分子量。直列連接2條Shodex OHpack SB-804 HQ(昭和電工株式會社出品)作為管柱使用。另，管柱溫度為30℃，移動相為0.02質量%NaNO3水溶液，流速為1.0mL/min。上述條件下，已使用聚環氧乙烷作為標準樣本而算出重量平均分子量。
<黏度之測定>
水溶性金屬加工油劑之黏度乃使用B型旋轉式黏度計(TOKIMEC公司出品之B型黏度計)，設旋轉速度為每分鐘60轉而測定3分鐘後之25℃下之黏度所得之值。測定所使用之轉子則在未滿80mPa．s時使用轉子No.1，80mPa．s以上、 未滿400mPa．s時使用轉子No.2，400mPa．s以上、未滿1,600mPa．s時使用轉子No.3，1,600mPa．s以上時則使用轉子No.4。
[第2實施例]
除將第1實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)之使用量自5.0g改為12.5g以外，均與第1實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑512.5g(聚環氧乙烷之含量：2.4質量%、黏度：20.6mPa．s)。
[第3實施例]
除將第1實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)之5.0g改為聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-3，重量平均分子量：750,000)2.5g以外，均與第1實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑502.5g(聚環氧乙烷之含量：0.5質量%、黏度：8.6mPa．s)。
[第4實施例]
除將第3實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-3，重量平均分子量：750,000)之使用量自2.5g改為5.0g以外，均與第3實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑505.0g(聚環氧乙烷之含量：1.0質量%、黏度：22.6mPa．s)。
[第5實施例]
除將第3實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品 之商品名：PEO-3，重量平均分子量：750,000)之使用量自2.5g改為12.5g以外，均與第3實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑512.5g(聚環氧乙烷之含量：2.4質量%、黏度：252mPa．s)。
[第6實施例]
除將第3實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-3，重量平均分子量：750,000)之使用量自2.5g改為22.5g以外，均與第3實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑522.5g(聚環氧乙烷之含量：4.3質量%、黏度：4660mPa．s)。
[第7實施例]
除將第1實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)5.0g改為聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-L2Z，重量平均分子量：130,000)25.0g以外，均與第1實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑525.0g(聚環氧乙烷之含量：4.8質量%、黏度：107mPa．s)。
[第8實施例]
除將第5實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-3，重量平均分子量：750,000)改為聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-3，重量平均分子量：950,000)25.0g以外，均與第5實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑512.5g(聚環氧乙烷之含量：2.4質量%、黏度：232mPa．s)。
[第1比較例]
除未使用第1實施例中之聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)5.0g以外，均與第1實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑500g(黏度：3.2mPa．s)。以下之評價試驗中，則將本水溶性金屬加工油劑之評價結果留白。
[第2比較例]
除將第1實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)5.0g改為聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-4，重量平均分子量：1,300,000)2.5g以外，均與第1實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑502.5g(聚環氧乙烷之含量：0.5質量%、黏度：9.0mPa．s)。
[第3比較例]
除將第2比較例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-4，重量平均分子量：1,300,000)之使用量自2.5g改為5.0g以外，均與第2比較例相同，而製得水溶性金屬加工油劑505.0g(聚環氧乙烷之含量：1.0質量%、黏度：22.4mPa．s)。
[第4比較例]
除將第2比較例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-4，重量平均分子量：1,300,000)之使用量自2.5g改為12.5g以外，均與第2比較例相同，而製得水溶性金屬加工油劑512.5g(聚環氧乙烷之含量：2.4質量%、黏度： 261mPa．s)。
[第5比較例]
除將第1實施例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1，重量平均分子量：300,000)5.0g改為聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1K1LZ，重量平均分子量：90,000)2.5g以外，均與第1實施例相同，而製得水溶性金屬加工油劑502.5g(聚環氧乙烷之含量：0.5質量%、黏度：3.2mPa．s)。
[第6比較例]
除將第5比較例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1K1LZ，重量平均分子量：90,000)之使用量自2.5g改為5.0g以外，均與第5比較例相同，而製得水溶性金屬加工油劑505.0g(聚環氧乙烷之含量：1.0質量%、黏度：3.2mPa．s)。
[第7比較例]
除將第5比較例中聚環氧乙烷(住友精化株式會社出品之商品名：PEO-1K1LZ，重量平均分子量：90,000)之使用量自2.5g改為12.5g以外，均與第5比較例相同，而製得水溶性金屬加工油劑512.5g(聚環氧乙烷之含量：2.4質量%、黏度：8.2mPa．s)。
[霧狀飛散之抑制效率之評價方法]
(1)霧狀飛散試驗
為評價水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散抑制效率，已藉以下之方法，就第1~8實施例及第1~7比較例所得之水溶性金屬加工油劑進行霧狀飛散試驗。使用圖1所示之裝置， 並使用噴刷(ANEST IWATA Corporation出品，Airbrush High Line HP-CH，噴嘴口徑0.3mm)，而對紙張噴射水溶性金屬加工油劑(試驗試樣)。試驗條件則設裝置之噴塗壓力為0.1MPa、液體流量為10g/min、噴刷與紙張之距離為300mm，噴刷之高度為500mm，試驗試樣之噴射量為1mL。所得之結果顯示於表1。另，噴刷可適當設定在可將空白之水溶性金屬加工油劑噴射而於紙張上形成之圓形維持在紙張之範圍內之高度。表1中之霧狀飛散之抑制效率欄「-」之標記代表製得之水溶性金屬加工油劑之黏度過高，無法噴霧至紙張上，而無法測定飛散直徑之情形。
(2)霧狀飛散之抑制效果之評價
前述(1)霧狀飛散試驗所得之噴霧圖案為圖2及圖3之示意圖所示之圓形。霧狀飛散之抑制效率則藉以下數式而算出。
霧狀飛散之抑制效率=D2/D1×100
上述數式中，D1代表不含聚環氧乙烷之第1比較例之試驗試樣噴射後形成之噴霧圖案之直徑(參照圖2)。且，D2代表第1~8實施例及第2、3、5~7比較例之各試驗試樣噴射後形成之噴霧圖案之直徑(參照圖3)。另，如上所述，第4比較例之試驗試樣之黏度過高而無法形成圓形之噴霧圖案。可判斷上述數式之算出值愈小，霧狀飛散之抑制效果愈高。所得之結果顯示於表1。
(3)剪切處理後之飛散直徑及霧狀飛散之抑制效果之評價
已對第1~8實施例及第1~7比較例所製得之各試驗試樣依以下之剪切處理條件而施予剪力。就剪切處理已使用均質攪拌機(特殊機化工業株式會社出品，T.K.homomixer MARKII2.5型)，並依15,000rpm攪拌各試驗試樣2分鐘，而進行剪切處理。對2分鐘之剪切處理後之各試驗試樣則與上述(1)及(2)相同而進行了霧狀飛散之抑制效果之評價。結果顯示於表1。同樣地，對第1~8實施例及第1~7比較例所製得之各試驗試樣與上述相同而進行10分鐘、15分鐘之剪切處理後之各試驗試樣進行了霧狀飛散之抑制效果之評價。結果顯示於表1。
由第1~8實施例之結果顯而可知，含有重量平均分子量為100,000~1,000,000之聚環氧乙烷之水溶性金屬加工油劑之霧狀飛散之抑制效率良好，進而在長時間承受剪力時，亦可維持霧狀飛散之抑制效率。
第1比較例之結果如上所述，乃不含聚環氧乙烷之試驗試樣噴射後之結果。由第2及3比較例之結果則顯而可知，使用重量平均分子量超過1,000,000之聚環氧乙烷時，初始之霧狀飛散之抑制效率雖良好，但其抑制效率易受到承受剪力之時間之影響，抑制效率將隨承受剪力之時間之經過而降低。且，由第4比較例之結果顯而可知，重量平均分子量超過1,000,000之聚環氧乙烷之使用量若增加，黏度將過高而不適用作為水溶性金屬加工油劑。進而，由第5~7比較例之結果顯而可知使用重量平均分子量未滿100,000之聚環氧乙烷時，霧狀飛散之抑制效率較低。

Claims (9)

  1. 一種水溶性金屬加工油劑，包含重量平均分子量為300,000~1,000,000之聚環氧烷與水；前述聚環氧烷之含量為0.1~5質量%。
  2. 如請求項1之水溶性金屬加工油劑，其構成前述聚環氧烷之單體單元之碳數為2~4。
  3. 如請求項1或2之水溶性金屬加工油劑，其中前述聚環氧烷包含選自於由環氧乙烷單元、環氧丙烷單元及環氧丁烷單元所構成群組中之至少1種單體單元。
  4. 如請求項1或2之水溶性金屬加工油劑，其中前述聚環氧烷為選自於由聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚環氧丁烷、環氧乙烷-環氧丙烷共聚物、環氧乙烷-環氧丁烷共聚物及環氧丙烷-環氧丁烷共聚物所構成群組中之至少1種。
  5. 如請求項1或2之水溶性金屬加工油劑，其中前述聚環氧烷之含量為0.3~5質量%。
  6. 如請求項1或2之水溶性金屬加工油劑，其黏度為5~10,000mPa．s。
  7. 如請求項1或2之水溶性金屬加工油劑，其用於金屬材料之切削加工或研削加工。
  8. 一種水溶性金屬加工油劑之製造方法，用於製造請求項1~7中任一項之水溶性金屬加工油劑，該製造方法包含一將重量平均分子量為300,000~1,000,000之聚環氧烷與水混合之步驟；前述聚環氧烷之含量為0.1~5質量%。
  9. 一種水溶性組成物在金屬加工上之用途，該水溶性組成物包含重量平均分子量為300,000~1,000,000之聚環氧烷與水；前述聚環氧烷之含量為0.1~5質量%。
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