JPH02243220A - 放電加工液および放電加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１
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、絶縁あるいは消弧を目的として使用
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５６−１０８７４３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６
３−２６１５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６２−２３６６２３号、特開昭６２−２３６６
２４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
Ｘ　１０’Ω”ｃｍから３００Ｘ１０’Ω・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） ＃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
５３−１２５９７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前記の特開昭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１３００−１０００のポリエチレングリコールな反
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％と、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な導
入するから、防錆性が低下して好ましくない。

（３）前記の特開昭６１−１８８０２２号公報に記載の
技術は、防錆添加剤としてＩ、１．ｌ−トリス（ヒドロ
キシメチル）エタン（０，２重量％）を使用する６ （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）糖類を防錆剤とした放電加工液は、特開昭５７−
１３２９３１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５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６
２−２４１６１６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％）十トリエタノールア
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キシ・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ｌ：ｌないしｌ：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１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ｌ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４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、リルン酸、リシルイン酸、エル
カ酸、椰子油脂肪酸または牛脂脂肪酸等の１モルと、モ
ノエタノールアミン、ジェタノールアミン、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ｌ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
（Ｍ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１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Ａ２反応フラスコにイソノナン酸ニジエタ
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、攪拌下に縮 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二カプリル酸：モノイソブロバノールア
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℃５反応時間は５時間 脂肪酸アミドＣ：カプロン酸ニ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ニオレイン酸ニジエタノールアミン＝■
；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＝Ｉ：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１ないし １０／比較例１ないし２ 第 １　表（１ン 第 １　表（２） 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］ ５００ｍβのビーカーに試料液を４００ｍ１２だけ加え
、この中に冷間圧延鋼板（ＪＩＳ　　Ｇ　　３１４１　
１．２ｘ６０ｘ８０ｍｍ）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ＪＴＳ　
　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。

第　２　表（１） （注）比較例２は、特開昭５７−１３２９３１号公報に
記載されている。

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。

第 表（２） 第３表 ■ （イオン交換樹脂処理後） 第 表 （イオン交換樹脂処理後） （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、 ６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％）
十トリエタノールアミン（０，２重量％）テあ−）で、
特開昭５１−１１４７０９６号公報に記載の防錆添加剤
である。

公知例２は１．１．１−１リス（ヒドロキシメチル）エ
タン（０，２重量％）であッテ、特開昭６１−１８８０
２２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％）十トリエ
タノールアミン（０，０５重量％）であって、特開昭６
２−２５１０１２号公報に記載の防錆添加剤である。

［応用例１１　　（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ｔｏｏ、ｏｏｏΩ・
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　　　５ＫＤＩＩ 速度　　　　　１２０　ｍｍ”／ｍ　ｉ　ｎ１０時間加
工後、被加工材の表面に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しがつかなかった。

［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！＋０００）２０重１％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１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。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）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）水からなる水溶液系放電加工液。
2. （２）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１に記載の放電
   加工液。
3. （３）成分（イ）と成分（ロ）の重量比が１／１０ない
   し３／１である請求項１に記載の放電加工液。
4. （４）（イ）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
   。
5. （５）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４に記載の放電
   加工方法。
6. （６）成分（イ）と成分（ロ）の重量比が１／１０ない
   し３／１である請求項４に記載の放電加工方法。