JP3981168B2

JP3981168B2 - 研削剤

Info

Publication number: JP3981168B2
Application number: JP26393296A
Authority: JP
Inventors: 重範福岡; 純久勝西
Original assignee: Kyoeisha Chemical Co Ltd
Current assignee: Kyoeisha Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JPH10110183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤で硬い加工物を研削するための研削剤、研削剤組成物および研削加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属、セラミック、ガラスまたはシリコンなどの硬い物質を研削加工する際には、砥石と加工物との接点に研削剤を吹き付けながら行われる。研削剤は油性と水性のものがあり、油性のものとしては例えば鉱物油、動植物油、水性のものとしては例えば各種脂肪酸のアミン塩、非イオン界面活性剤、アルカリ金属塩、アニオン界面活性剤が挙げられ、必要に応じて防錆添加剤、極圧添加剤、殺菌剤、ｐＨ調整剤などが配合される。研削剤は取り扱い易さの利点上、油性よりも水性のものが使われることが多い。水性の研削剤は、洗浄性および研削性の性能を備えていることが必要である。
【０００３】
従来の研削剤は希釈用の水中に含まれるＣａ²⁺やＭｇ²⁺の硬度成分が多いと、研削剤成分と硬度成分が結合して研削剤の不活性化や分離が起こって洗浄性が悪化し、砥石の目詰まりやストレーナー閉塞、工具への汚れの付着を招き、加工速度や加工精度が低下し研削性が悪化することがあった。特にダイヤモンド砥石に対して洗浄性と研削性が共に優れたものは殆どなかった。また従来の研削剤は、バクテリアが繁殖しやすく、循環使用すると容易に腐敗してしまい工具を汚染、腐食し悪臭を発生するなど耐腐敗性が低いため、短期間で研削剤を入れ替えねばならず、それに伴う廃液処理や新液調製に費用と時間が多くかかり使用コストが高かった。特開平１−２８７１９０号公報には、研削性の良い研削剤としてベンゾトリアゾール類またはアミノカルボン酸のキレート剤を含有する油剤が、特開平４−２４９５９５号公報には、バクテリアに対する耐腐敗性の良い研削剤として第四級アンモニア塩類とアニオン系界面活性剤を含有する油剤が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの油剤は研削剤に求められる潤滑性、洗浄性、研削性、耐腐敗性という全ての性能に優れたものではなく潤滑性、洗浄性、研削性および耐腐敗性を兼ね備えた研削剤が望まれていた。
【０００５】
本発明は前記の課題を解決するためなされたもので、潤滑性、安定性、洗浄性、研削性、耐腐敗性に優れ、長期に渡って循環使用しても潤滑性、洗浄性等の性能低下が少なく、希釈する水質の影響を殆ど受けない研削剤、研削剤組成物および研削加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するためになされた本発明の研削剤は、
非イオン界面活性剤を水に溶解した研削剤において、砥石研削に使用する温度以下の曇点を持つ該研削剤を調製するための組成物であり、該非イオン界面活性剤が、３０〜８０℃の曇点を持つ、分子量が２０００〜１００００のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤の少なくとも一種類と、１０〜３０℃の曇点を持つ直鎖アルキル基を有する非イオン界面活性剤の少なくとも一種類とを含む。
【０００７】
前記研削剤の曇点は、１０〜６０℃であることが好ましい。研削剤の曇点が１０℃未満だと不安定で分離しやすく、６０℃超だと潤滑性が悪く使用できない。
【０００８】
前記研削剤は、亜硝酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウムの無機防錆剤、安息香酸、パラターシャリ安息香酸、オクチル酸を例とする芳香族、脂肪族有機酸のカリウム、ナトリウム塩またはベンゾトリアゾールの有機系防錆剤、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンのアルカノールアミン類のアルカリ調整剤を含有していても良い。
【００１０】
前記直鎖型非イオン界面活性剤が、炭素数１２〜２２の直鎖アルキル基を有する非イオン界面活性剤の少なくとも一種類からなるとさらに好ましい。
【００１１】
前記ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤の曇点が３０℃未満、８０℃超であると潤滑性が悪く、前記直鎖型非イオン界面活性剤の曇点が１０℃未満であると研削剤が不安定で分離しやすく洗浄性も悪くなり、３０℃超であると潤滑性が悪く使用できない。前記ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤の分子量が２０００未満、１００００超であると研削剤の潤滑性が悪く、前記直鎖型非イオン界面活性剤の炭素数が１２未満または２２超であると潤滑性および洗浄性が悪く使用できない。
【００１２】
前記の目的を達成するためになされた本発明の研削加工方法は、３０〜８０℃の曇点を持つ、分子量が２０００〜１００００のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤の少なくとも一種類と、１０〜３０℃の曇点を持つ直鎖アルキル基を有する非イオン界面活性剤の少なくとも一種類とを水に溶解した研削剤を、その曇点以上の温度に管理しながら、砥石による加工位置に循環供給する。
【００１３】
この研削加工方法に使用される前記研削剤の曇点は１０〜６０℃であることが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の研削剤は、低い曇点を有する非イオン界面活性剤と高い曇点を有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤を併用し、研削剤の曇点以上で使用するため、作用機構は不明だが潤滑性、安定性、洗浄性、研削性が非常に良好である。しかもこの研削剤は非イオン界面活性剤のみからなるため、これらの効果が希釈する水質に影響されることがなく、バクテリアの影響も殆ど受けず耐腐敗性が良い。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
実施例１〜５は本発明を適用する研削剤の例であり、比較例１〜７は本発明を適用外および市販品の研削剤の例である。
【００１７】
実施例１
分子量２９００、曇点５８℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤３０重量％と、曇点が２０℃となるようにモノオレイルソルビタンエステルにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤１５重量％とを、水５５重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は４６℃であった。
【００１８】
実施例２
分子量４５００、曇点７６℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤２０重量％と、曇点が２５℃となるように硬化ひまし油にエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤２０重量％とを、水６０重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は５１℃であった。
【００１９】
実施例３
分子量８０００、曇点７０℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤６重量％と、曇点が２０℃となるようにラウリルアルコールにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤２０重量％と、曇点が１２℃となるようにステアリルアルコールにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤９重量％とを、水６５重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は２６℃であった。
【００２０】
実施例４
分子量２５００、曇点４０℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤１５重量％と、曇点が３０℃となるようにオレイルアルコールにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤１５重量％とを、水７０重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は３５℃であった。
【００２１】
実施例５
分子量５０００、曇点６０℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤２０重量％と、曇点が１０℃となるようにベへニルアルコールにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤１０重量％とを、水７０重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は４３℃であった。
【００２２】
比較例１
分子量４９００、曇点６７℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤３０重量％を、水７０重量％に溶解し、直鎖型非イオン界面活性剤を混合していない研削剤を調製した。
【００２３】
比較例２
曇点が５００℃となるようにオレイルアルコールにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤３０重量％を、水７０重量％に溶解し、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤を含有していない研削剤を調製した。
【００２４】
比較例３
分子量１８５０、曇点４２℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤３０重量％と、曇点が２５℃となるようにラウリルソルビタンエステルにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤１０重量％とを、水６０重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は３８℃であった。
【００２５】
比較例４
分子量２９００、曇点５８℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤１０重量％と、曇点が７５℃となるようにラウリルアルコールにエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤２０重量％とを、水７０重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は７１℃であった。
【００２６】
比較例５
分子量５０００、曇点２２℃のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤５重量％と、曇点が２５℃となるように硬化ひまし油にエチレンオキサイドを付加重合させた直鎖型非イオン界面活性剤２５重量％とを、水７０重量％に溶解し研削剤を調製した。研削剤の曇点は２５℃であった。
【００２７】
さらに、比較例６を市販品（JIS-K-2241、Ｗ−１種、エマルジョン型）の研削剤、比較例７を市販品（JIS-K-2241、Ｗ−２種、ソリュブル型）の研削剤とした。
【００２８】
研削試験
実施例１〜５および比較例１〜７の研削剤を、無色透明でｐＨ７．５、比電導度２６３μS/cm、アルカリ度５０CaCO₃mg/リットル、硬度６３CaCO₃mg/リットル、塩素イオン濃度１６mg/リットル、硫酸イオン濃度２１mg/リットルの水質の水で希釈して２重量％水溶液の試験液とした。次に得られた試験液で、ＰＳＧ−５ＢＶ型平面研削盤（岡本工作機械製作所製）を使用し、砥石がＡ−６０Ｌ−Ｖ、研削方式がトラバースカット、砥石送り速度１９００ｍ／分、切込量０．０１ｍｍ／ｒｅｖ、加工物送り速度１０ｍｍ／ｒｅｖ、試験液吐出量７リットル／分、温度５５℃の条件下で、鋼材ＳＫＤ−１１（JIS-G-4404、200×200×50mm）を研削し、研削比(研削量／砥石磨耗量)、研削面粗さの最大値を測定し、洗浄性(砥石目詰まり)を評価した。その結果を表１に示す。尚、洗浄性は、◎：砥石目詰まり無し、○：目詰まり殆ど無し、△：目詰まり小〜中、×△：目詰まり中、×：目詰まり大である。
【００２９】
【表１】

【００３０】
同表に示したように、実施例１〜５の研削剤は、比較例１〜７に比べ研削比が高く、研削面粗さが小さく研削性が良好で、砥石目詰まりが全く無いか殆ど無く洗浄性も良好であった。
【００３１】
耐腐食性試験
実施例１〜５および比較例６〜７の研削剤の２重量％水溶液１００ｍｌに、それぞれ鋳鉄切粉１gおよびブトウ糖１ｇを加え試験液を作製して恒温槽内で３０℃に保ち、この試験液に４日毎に１０⁶個／ｍｌのバクテリアを含む腐敗液から１重量％接種して加え、１０日毎にバクテリア数を測定した。その結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】

【００３３】
同表に示したように、実施例１〜５の研削剤は、市販品の比較例６〜７に比べバクテリアの数は大幅に少なく耐腐敗性が良好であった。また４０日後の鋳鉄切粉の発錆の有無を観察したところ、実施例１〜５の試験液中の鋳鉄切粉の発錆は認められず、切粉は容器内で流動性があったのに対して、市販品の比較例６〜７は切粉の底部が発錆固着し、流動性が無くなった状態であった。

Claims

非イオン界面活性剤を水に溶解した研削剤において、砥石研削に使用する温度以下の曇点を持つ該研削剤を調製するための組成物であり、該非イオン界面活性剤が、３０〜８０℃の曇点を持つ、分子量が２０００〜１００００のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤の少なくとも一種類と、１０〜３０℃の曇点を持つ直鎖アルキル基を有する非イオン界面活性剤の少なくとも一種類とを含むことを特徴とする研削剤組成物。
前記研削剤の曇点が１０〜６０℃であることを特徴とする請求項１に記載の研削剤。
前記直鎖アルキル基を有する非イオン界面活性剤の直鎖アルキル基の炭素数が１２〜２２であることを特徴とする請求項１に記載の研削剤組成物。
３０〜８０℃の曇点を持つ、分子量が２０００〜１００００のポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック重合体界面活性剤の少なくとも一種類と、１０〜３０℃の曇点を持つ直鎖アルキル基を有する非イオン界面活性剤の少なくとも一種類とを水に溶解した研削剤を、その曇点以上の温度に管理しながら、砥石による加工位置に循環供給することを特徴とする研削加工方法。
前記研削剤の曇点が１０〜６０℃であることを特徴とする請求項４に記載の研削加工方法。