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熱 処理油はあらゆる産業にて使用されている金属材料部品の強度を高めるために行われています。最近は環境保護の観点から自動車をはじめ各部品の小型軽量化， 高強度化を目的に，熱処理材料の見直しや熱処理歪み低減等の検討が行われています。熱処理油は鋼の組織がオーステナイト領域まで加熱（850℃以上）した 処理物を急冷して硬くする時に使用される冷却剤の一つで，適正な冷却効果を有することが要求されます。処理物（鋼）は加熱，急冷することでマルテンサイト 組織を生成し非常に硬くなりますが，同時に熱歪み，変態歪みも生じ，形状が処理前の状態からわずかに変化します。適正な冷却効果とはこの歪みも抑制できる ことで，それぞれの熱処理油の持つ冷却特性を十分に把握することが大切です。また，使用時の油剤温度や油槽内の撹拌，処理物のセット方式も冷却効果に大き く影響します。油剤の特性と併せて考慮が必要な因子です。本稿ではこれら熱処理油の冷却特性について，油剤組成との関係の基本を述べます。

Q1　熱処理油にはどのような性能が求められ，そのために一般的にはどのような添加剤が用いられますか。また，その効果や今後の動向についても教えて下さい。

1.熱処理油の種類

熱処理油はJIS K 2242で規格されています。油剤の使用温度での冷却能力で分類しており，1種はコールドクエンチ油で冷却性が高く硬化し難い処理物の処理に利用し，2，3種はマルクエンチ油で冷却性が低く歪みを抑制したい処理に使用します。（表1）

各油剤メーカーはこれをベースに冷却性能，光輝性能，酸化・熱安定性能を付与させて種々の油剤を開発しています。（表2）

特 に最近は歪み低減を目的とした高油温（150～200℃）で使用できる熱処理油，処理物の美観を重視した光輝熱処理油，火災 安全性を考慮した高引火点油，後処理での洗浄効率の良い耐酸化性に優れた熱処理油等のニーズが高まっています。また，水溶性焼入れ液については処理物の低 合金化による冷却性の向上や火災対策を目的に採用が増えてきています。

2.熱処理油の冷却性

熱処理油はJISで規格された銀棒試験片での冷却過程で示すと図1のとおり，①蒸気膜段階　②沸騰段階　③対流段階を経て加熱された処理物を冷却します。

図1　熱処理油の冷却過程（JIS冷却曲線）

蒸 気膜段階は処理物の表面温度が高いために油剤の蒸気圧が非常に高く処理物が蒸気層で覆われた状態で，油剤が直接処理物と接触 できず冷却がゆっくりした状態です。沸騰段階は蒸気膜が崩壊後，油剤が直接に処理物と接触して核沸騰が起こる冷却が最も早い領域です。対流段階は処理物温 度が油剤の沸点以下に冷却され，油剤の対流のみで冷却されるため最も遅い領域です。蒸気膜段階から沸騰段階に移行する温度を特性温度，その時間を特性秒数 といいます。一般に冷却性の高い熱処理油とは，蒸気膜段階の時間が短くて速やかに沸騰段階に移行し（特性秒数が短い），沸騰段階から対流段階への移行温度 が低い（対流段階開始温度が低い）油剤のことをいいます。

これらの冷却過程は熱処理油の組成（基油，添加剤）によって決定されます。一般に基油は冷却特性の骨格となる部分で，添加剤はそれを補う役目を果たしています。表3に基油の組成と冷却特性を示します。

低 粘度油（基油A）は沸点が低いために対流段階開始温度が低く，処理物に硬い硬度を得ることができます。（コールドクエンチ 油）　高粘度油（基油C）は沸点が高く対流段階開始温度が高いので処理物のマルテンサイト変態領域をゆっくり冷却できるので歪み抑制を重視した処理に適し ています。（マルクエンチ油）　また，基油Bは低粘度油と高粘度油を配合し，ある程度の硬度と歪み抑制を持つ油剤（モディファイドマルクエンチ油）です。

次 に添加剤の冷却性に与える効果について述べます。冷却性向上剤は基油が持つ冷却性で不足する部分を補う目的で使用されてお り，市販されている熱処理油で最も多いのが蒸気膜破断剤の配合です。基油Aのような低粘度油は低沸点のため蒸気膜段階の時間が長く冷却を阻害します。そこ で，高分子化合物を数％添加することで，高温の処理物表面での凝縮作用を持たせ，蒸気膜を破断し冷却を速める（早く沸騰段階に移行する）ことができます。 （図2）

図2　アスファルテン添加油の冷却曲線

850℃ 以上に加熱された処理物（鋼）は400℃付近までをゆっくり冷却すると，比較的柔らかいフェライトやパーライト組織が 生成してしまい，硬さが得られません。炭素鋼（SC材）等は合金鋼に比較してこの傾向が強く，したがって冷却がゆっくりである蒸気膜段階領域を短くするこ とは重要なポイントとなります。

また，添加剤のもう一つの効果として，対流段階開始温度を下げる目的で界面活性剤を 使用する場合があります。これは基油Cのよ うな高粘度油において冷却性を高めたい場合に配合します。自動車のミッションギヤー等は処理物表面の硬さとねばり強さが同時に要求されるため浸炭焼入れを 実施し，冷却は歪みを抑えるために一般にマルクエンチ油を使用します。この時，形状が大きく肉厚部の多い処理物は表面部に比較して内部が遅れてゆっくり冷 却されるため，硬度不足が発生しやすくなります。そのため対流段階開始温度を添加剤の配合で低くしてやり，内部の硬度不足を解消することができます。

ま た，添加剤のもう一つの効果として，対流段階開始温度を下げる目的で界面活性剤を使用する場合があります。これは基油Cのよ うな高粘度油において冷却性を高めたい場合に配合します。自動車のミッションギヤー等は処理物表面の硬さとねばり強さが同時に要求されるため浸炭焼入れを 実施し，冷却は歪みを抑えるために一般にマルクエンチ油を使用します。この時，形状が大きく肉厚部の多い処理物は表面部に比較して内部が遅れてゆっくり冷 却されるため，硬度不足が発生しやすくなります。そのため対流段階開始温度を添加剤の配合で低くしてやり，内部の硬度不足を解消することができます。

熱処理油は油温が常時高く，かつ高温の処理物が投入される過酷な状態で使用されます。したがって，添加剤の配合は使用に伴い消耗や変質を生じやすいため，それによる冷却性の変化を管理することが重要です。

3.熱処理油の酸化および熱安定性

熱 処理油の安定性は油剤自身が持つ性能以上に熱処理炉の油槽構造に影響することが非常に大きくなります。油面が空気と接触する ピット炉や連続メッシュベルト炉等の開放油槽は酸素と油剤成分が反応して酸化劣化物を生成しやすくなります。一方，不活性ガス雰囲気下のバッチ炉等の密閉 油槽では酸化劣化物の生成が比較的少なくなります。開放油槽で使用する油剤には優れた酸化安定性を持たせることはもちろんですが，油槽内での撹拌等による 空気の噛み込みの防止が油剤寿命に左右するので注意が必要です。（図3）また，熱分解は開放油槽， 密閉油槽ともに起こる現象で，冷却過程の中で高温の処理物と接触する時間の長い対流段階領域で発生しやすくなります。特に熱処理油に使用の鉱物系基油は 330℃付近以上になると熱分解が起こりやすくなります。したがって対流段階開始温度が400℃以上のマルクエンチ油にはより高い熱安定性が要求されま す。（図4）酸化や熱分解を抑制する添加剤が用いられています。

図3　酸化に及ぼす酸素濃度の影響

図4　減圧密閉系における油の熱分解

4.熱処理油の光輝性

光 輝性とは処理物表面の光沢，清浄性を熱処理前後で変えることなく保つ能力のことで，処理物の商品価値を高める重要な因子で す。光輝性に影響する要素としては熱処理油自身の性能と加熱炉の雰囲気，処理条件（油温，撹拌，処理物の材種），前工程の状況（切削油の付着等），油槽内 への水分の混入等外部に起因するものがあり，それぞれの対策が必要です。（表4）

処 理物の光輝不良にはいくつかの形態があります。軸受鋼に使用されるSUJ2のようなCrを含む処理物は熱処理時に厚みの酸化 被膜を形成し全体に薄黒くなりやすいものです。開放油槽で酸化劣化した油剤は生成した劣化物が付着して流れ模様の変色が起こりやすいものです。肉厚の違う 部位を有する処理物は熱移動の多い薄肉部や端部で油剤の酸化重合による変色があります。このような現象に対する油剤自身の対策としては，処理物表面への反 応膜を形成することで鋼の触媒作用を抑制する光輝剤の添加や酸化および熱安定性を向上させることで対応しています。

Q2　熱処理油の管理技術について，補給や交換の基準なども交えて教えて下さい。

熱 処理工場では処理物の品質向上のために，炉の加熱室の温度分布や雰囲気ガスの状態，焼入油槽内の油温や撹拌の状態を制御盤で 管理しています。熱処理油は定期的（通常は半年から1年）な試験室での分析にて性状や冷却性能の変化を経時的に把握することで，処理物の仕上がり（硬度， 歪み，外観）との関係の確認や油剤自身のメイクアップ，交換時期の判断を実施しています。また，冷却特性については現場で簡易的に測定できる機器も出てき ていますが，測定精度の問題でまだまだ課題が多くあります。熱処理油は適切な条件下で使用し管理すれば長く使用が可能ですが，操業上種々のトラブルが多く 油剤に負担のかかることが多いのが実情です。ここでは実機炉での問題と対策，油剤の管理基準について述べます。

5.冷却性の管理

熱 処理の冷却トラブルには種々のものがありますが，その中でも硬度不足や冷却ムラによる歪みトラブルは熱処理油の性状変化に起 因することが多くあります。冷却性の変化はJIS銀棒試験にてチェックし，性状変化と併せて原因を究明し対策を講じることが重要です。マルクエンチ油での 異種油（低粘度油）の混入は粘度や引火点が低下し，対流段階開始温度が下がるため冷却性が高くなり，処理物の歪みや割れの原因となります。熱劣化によって 油剤中に軽質分が生成すると同様の現象が起こります。また，コールドクエンチ油での酸化や熱劣化は添加剤（蒸気膜破断剤）の消耗で蒸気膜段階が長くなるた め，冷却不良による処理物の硬度不足の原因となります。その他，撹拌の変化も冷却性を大きく左右するので注意が必要です。一般に冷却性の管理基準はH値 （焼入強烈度）にて±10％を目安としています。

6.光輝性の管理

熱処理油の使用に伴う処理物 の光輝不良は，油剤の酸化劣化や水分混入による影響が大きいものです。酸化劣化は前述したように油 槽内での撹拌機等による空気の噛み込みが原因であり，また性状も変化するため冷却性にも影響を与えます。水分混入は処理物表面にブルーの酸化被膜を形成し （テンパーカラー）光輝性を悪くするばかりでなく，油剤自身の劣化の促進，油槽内での発泡や突沸，焼き割れの原因にもなるため最善の注意が必要です。水分 管理の目安としては200ppm以下が安全と判断されています。水分の混入経路としては油温コントロール用の冷却水配管からの漏れや雨水の浸入があります が，万が一水が混入した場合には，油槽内を開放状態にして100℃以上の油温で数時間放置することで水分を除去することが効果的です。ただし，焼入れ油に は水は200ppm程度以下しか溶解しないため，油中水分量が200ppm程度の場合も油槽の底に水が滞留している場合があるので，油槽底部から採油しそ の有無の確認が必要です。油槽底部に溜まった多量の水は全量更油による除去が必要です。

7.定期分析項目と管理基準値

熱処理油の分析は使用する炉の状況によって必要項目と分析期間を決定することが大切です。表5にコールドクエンチ油とマルクエンチ油の管理項目とその意義をまとめました。各項目の管理値はあくまでも目安であり，実操業での処理物の仕上がり状況と相対させながら，管理していることが重要と思われます。

Q3　熱処理油は精製度が高い基油の使用が望ましいとされていますが，高度水素精製基油を使用した場合，性能的に向上するのですか。また，最近の熱処理油の動向なども教えて下さい。

熱処理油の基油の役割は先に述べた通りです。高度水素精製基油は酸化防止効果が高くスラッジの生成が少ないため，開放油槽で使用する光輝熱処理油等に採用されています。（図5）また，最近の熱処理工場では環境対応として油煙，臭気などの防止改善に取り組んでおり，精製度の高い不純物の少ない基油を使用した熱処理油を採用することはより環境にやさしい方向にあると考えます。

図5　基油の違いによる酸化寿命

さ らに，熱処理前後の洗浄には従来から1,1,1-トリクロールエタンやトリクロロエチレンが使用されていましたが，オゾン層 破壊問題や人体に対する毒性が強いことから，炭化水素系洗浄剤，水溶性アルカリ洗浄剤に代わりつつあります。これら代替洗浄での効率は，熱処理油の酸化・ 熱安定性能に大きく影響し（処理物に付着する熱処理は劣化するほど落ちずらい），洗浄工程の面からも熱処理油の性能向上が求められています。（図6）

図6　焼入れ油の粘度と洗浄性の関係

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Q1　現場の作業環境を悪くするものに悪臭の発生がありますがその原因は何ですか。

日 本国内では金属加工現場で切削油をはじめとして，圧延油，プレス油，鍛造油，熱処理油，錆止め油，ギヤー油，油圧油，潤滑油 など年間百数十万kLの油剤が使われています。そのうち臭気が問題になるのは灯油，軽油・硫化脂肪油などによる臭気と細菌類による切削油剤の腐敗臭です。

切 削油（クーラント）の年間使用量は13万kLですが，そのうち水溶性クーラントは約5万kL*1，原液比で38％以上使って いて，希釈して使われるので，工作機械の90％以上が水溶性クーラントを使っています。希釈倍率を平均15倍として約75万kL以上がこのテーマの対象に なります。
　不溶性クーラントは悪臭で問題にされることはほとんどありませんが，水溶性クーラントは冷却，洗浄性に優れ，火災の危険もない代わ り，腐敗悪臭の問題が 課題になっていて，クーラント更液の判定基準の第1に腐敗悪臭がなっているし，その防腐性は油剤選定理由の2次性能の中で最も重視されています*2。

こ の問題は毎年夏期の長期連休の休み明けに工場の話題になります。これは工場休止で空調が止まり，クーラント中に発生する嫌気 性菌が最も繁殖しやすい条件になる30～40℃の雰囲気で，かつお盆休みの長時間機械停止で，クーラントの流れが停止し，空気撹拌もなく，混入浮上油が酸 素を遮断するからです。

金属加工現場で臭気問題といったら，量的にこの水溶性クーラントの腐敗問題とってもいいでしょう。したがって以下水溶性クーラントの腐敗問題について述べます。
　さらに，クーラントの環境対応の面から水質，ダイオキシン，環境ホルモンをはじめとする汚染，健康阻害など課題も多く，腐敗悪臭の問題の解決はクーラン トを長寿命にして，経済利益を得るだけではなく，地球環境的に大きな意義を持っています*1，*3。

1.臭いと嗅覚

嗅 覚とは臭い，匂いの感覚で，大気の中に浮遊する有機・無機の化合物の分子の一部が鼻孔より吸入され，鼻孔の最上部にある嗅上 皮の嗅細胞の一部に吸着されると，その細胞が興奮し，分子の持つ化学的情報が電気的信号に変換されて，脳に送り込まれ，大脳の嗅覚領に到達すると，そこに 臭いの感覚が起こるとされています。
　なお，日本語では臭いは悪いにおい，匂いは快適なにおいを意味しているので，本稿では臭いを使います。

においの強さは6段階で表現されています。何も感じない0から耐えられない5まで，微かに感じる1，判別できる2，楽に感じる中等度3，強い臭い4です。ただし，人間の感覚Rは濃度Sとの間ではStevensの式

R＝KSⁿ

で 表されます。ここでKは定数，nは臭いの種類で決まる数字ですが，濃度が変化すると，臭いの質が変化し，悪臭が快適な匂いに なる場合もあります。また嗅覚疲労現象があって，同一雰囲気でも5分経つと疲労して感度は50％になります。なお，においを快・不快度の9段階表示で表す 方法もあります*4。

また，におい物質は40万種あるといわれています。においセンサでは臭気別のプローブを持つ型 のものがありますが，人間の鼻に 匹敵するものはありません*5。その化学構造を明らかにするには，ガスクロマトグラフィ，液体クロマトグラフィ，質量分析，赤外線・核磁気共鳴スペクトル などの分析機器が使われています。
　このような臭いは官能感覚的で，よく定量化されていない化学的・生理的量なので，その対応も機械的・物理量の世界である金属加工現場では遅れがちになっています。

2.悪臭発生の原因

悪臭発生の原因はクーラントの腐敗です。この腐敗の原因はクーラントを汚染する4Kの菌・カビ，くず，混入油と管理不足があります。
　菌は空中，土壌，希釈水などどこにでも存在しており，分解酵素により，栄養源の鉱物油，界面活性剤などの油剤成分を分解，摂取，増殖します。
　クーラントの悪臭の主犯である腐敗を起こす菌・カビの微生物について述べます。

微生物には色々な種類*6がありますが，クーラントには藻類，菌類（カビ）の糸状菌，アメーバのような原生動物，細菌類いわゆるバクテリアが繁殖します。これらの微生物は適当な温度，水分，栄養分があると急増殖します。
　 また，細菌類には酸素を好む好気性菌と酸素を嫌う嫌気性菌，酸素の有無に係わらず繁殖する通気性（通性嫌気性）菌があります。腐敗に直接関係するのは嫌 気性菌ですが，好気性菌も増殖すればその際に酸素の消費が増大し，酸欠となって結局嫌気性菌が代替増殖して腐敗します。さらに，嫌気性菌は有機酸を生成し て，硫酸還元菌に変わり硫化水素を発生させて腐敗臭悪臭が出るプロセスです*7。この際，濃度低下，pH低下，油剤の灰黒色化も付随して起きます。

以上のような微生物の繁殖とその与える悪影響の因果関係を図1にまとめました。悪臭は腐敗から起こる悪結果ですが，この状態はクーラントにとって末期的症状で，ただちに更液すべき状況です。しかし，現実には1次性能である潤滑・冷却・洗浄を満たしているからと，放置されている工場が多いことも事実です。

図1　微生物の繁殖の因果影響

Q2　悪臭対策としてはまず臭いそのものを出さない抑臭が必要ですがこれにはどのような方法がありますか。

3.抑臭対策

対策は発生源への予防的対策すなわち，抑臭技術が効果的です。臭いを出さない対策が完全であれば，対症療法の狭義の消臭対策は不要だからです。
　以下，クーラントそのもの，システム構成，システム管理について述べます。

（1）　クーラント
　 耐臭性・耐腐敗性のあるクーラントを積極的に使用するのは発生源対策として良い方策です。最近の油剤の主流のバイオスタティック油剤は抗菌性を持つ界面 活性剤が使われ腐りにくいものです。データによれば，腐敗液と新液の混合比率で従来タイプが腐敗液20％で菌増殖があるのに，バイオスタティック油剤では 60％でも菌増殖がありません*2。

また，シンセティックタイプのクーラントは抗菌性タイプと同様の性能があると報告されています*8。
　 さらに，クーラントとしての油剤は今，健康環境，作業環境・地球環境の点から見直されています。特に極圧添加剤の塩素化合物が焼却，切削時にダイオキシ ンが発生する対策の塩素フリー，水質汚濁対応の窒素フリーの油剤が検討されていますが，性能を落とさずに代替できる油剤は開発中といってよいでしょう。

（2）　システム構成
　前項で述べたような腐敗悪臭の原因である細菌類を繁殖させないためには，4Kであるくずを溜めないシステム，混入油を入れない，溜めないシステムがハードウエアとして備えられたものが必要です。
　図2はシステムの一例ですが，切りくずの材質・サイズ，クーラント流量，加工品の精度・面粗度などに応じた切りくず分離装置を備えます。適切な分離装置が工程・ライン変更などで合致していないこともよくあります。

図2　臭気対策クーラントシステム構成の一例

切りくずの分離除去には磁気分離器*9，ペーパフィルタ*10，バグフィルタ*10，ドラムフィルタ*11，液体サイクロン*12などの分離機能を持つ機器をシステムアップします。
　 これらの分離機器にはそれぞれに工作機械・刃具・加工物材質・切りくず形状大きさ・クーラント・分離精度・処理容量に特長があり，ケースバイケースで適 切な機器が選ばれます。時には2連カスケードにして分離精度・処理容量を満足するのも適切な方法です。それらの詳細は文献*13を参照してください。

混入油は前工程，自工程で出ないように発生源対策し，管理するべきですが，もし混入するおそれがある時は油水分離除去装置オイルスキマ*14を用います。オイルスキマにはベルト式，吸入式，膜式などがありますが，価格・保守の簡単なベルト式が多いようです。
　混入油はクーラントの1次性能を劣化させる化学的な影響を与える一方，浮上油となって，クーラント面を覆い，酸素を遮断し，嫌気性菌を繁殖する生物的な影響を与えるからです。

クーラントシステムではタンク形状を円筒型にし，くずを溜めない構造のものが出始めています*15。還流することにより，菌の富養源のくずを減らすものです。
　クーラントは菌が急増殖する30℃以上にならないように，必要であれば冷却装置をつけます。冷却装置は十分な能力を持たせることが必要です*16．

（3）　システム管理
①混入油を入れない。
　これは前工程までを含めた対応が要求されます。また潤滑油は切削油と同一のものを使うなどの配慮が必要です。入ったらすぐに除去しておきます。前工程からの混入するものには化成処理剤や洗浄剤も悪影響を与えます。
②菌の栄養源のくずを溜めない。
③濃度，ｐHを維持しておく。
④泡末，分散気泡をださない。
　泡末，分散気泡はタンク液面を酸素と遮断して腐敗を進行させます。濃度管理と必要によっては消泡装置*17をシステムに付属させます。
⑤希釈水は水質の良いものを使用する。

これらの日常管理を徹底します。要は腐敗しないように日常気をつけることが次の消臭装置の出番を少なくします。
　このような管理を日常管理のレベルに標準化しておく手法を表1に示しておきます。

これらの管理には勘でなく，適切な検査機器・センサー*5を使うのが望ましいでしょう。その管理値の例を表2*18～*20に示しました。

こ のような管理をしても，システムは完全ではなく，分離装置を潜り抜ける微細なくずは多くあります。時間が経つとクーラントも 劣化します。これを長寿命化するには保守管理が必要です。これにはタンク清掃車*21，クーラント自動希釈供給装置*22，クーラント再利用装置*23な どの保守効率化装置も活用するとよいでしょう。

タンク清掃車は磁気分離器マグネットセパレータを運搬車上にの乗せ，サンドポンプでタンク内のスラッジを吸い上げ除去するものです。手作業の8倍以上の効果があります。
　 水溶性クーラントの希釈濃度が適切に工場現場で管理されているのは1/3しかないのが現実です。それはクーラントの蒸発，付着，持ち出しで毎日減量する のに対し，液補給が面倒だから，原液だけ入れたり，水だけ補給していて，濃度に無関心になっているのが原因と考えられます。そこで決められた濃度のクーラ ントが自動的に供給されるようにしたのがこの液補給装置です。

クーラントの再利用装置はくず除去，オイルスキマなどを持つ固定型装置で集中クーラントシステムなどの老化した液を繰り返し再生，利用するための装置です。

Q3　発生した悪臭に対しては消臭殺菌によって対応します。これについてもご説明願います。

4.消臭殺菌技術*7

上述のような，細菌の増殖，腐敗に対して抑臭技術が講じられていても，経時的劣化でクーラントが発臭した場合には，表3のような消臭殺菌技術がとられます。これらの消臭装置は病気にかかってからの対症療法であり，あるいは更液時の防疫処置と心得た方が良いでしょう。この消臭殺菌技術にはいくつかの方法がありますが，大別して物理的方法，化学的方法と生物的方法があります。

表3　クーラントの消臭殺菌技術

物 理的方法のうち，加熱はクーラントの1次性能を低下させます。高圧法は大容量のクーラントシステムでは密封構造がつくれない などクーラントシステムに使うにはネックになり，現実性に欠けます。照射殺菌は効果がありますが，クーラントにはスラッジが混入していることがネックに なっています。スラッジがガラス管へ付着して紫外線の透過を妨げ，効果を減殺します。クーラントに切りくず量が少ないか，ないものには有用です。

化学的方法では殺菌・抗菌剤が主流です。有機系，天然系は吸着による方法で古来から利用されています。スラッジのないクーラントにすれば使えます。
　無機系では最近脚光を浴びた抗菌仕様の商品が多くあります。光触媒などにより活性酸素発生の方法があり，今後も注目しておきたいものです。元来即効性より持続的な効果を狙っています。

電解水はｐH管理，発錆がクーラントでは問題になり，採用できません。

生 物学的方法は好気性菌剤を投入して，嫌気性菌を抑制します。好気性菌を増殖する方法にはクーラント中に曝気エアレーションし て対策する場合もありますが，曝気も上述のように嫌気性菌に置換する恐れがあり，注意が必要です。クーラントメーカは曝気は30～60分ずつ1日に2～3 回に分けて行うべきと言っています。

これらの商品化された技術の一例を表4に表します。防腐剤も多数市販されていますが，カタログには方式の記述が少なく，採用するにはもう少し詳しい記述が望ましいものです。防腐剤の詳細は柴田の文献*24が参考になります。

この中で簡便で現実的な方法は殺・制菌剤による化学的方法です。ここでは金属イオンによる殺菌消臭について少し詳しく述べます。
　 微量な金属イオン（Ni，Co，Sn，Cu，Hg，Ag）が藻類を死滅させることは1893年に植物学者ネーゲリにより発見されています。これは古来よ り銅壺の水は腐らない，銅洗面器や銀銅硬貨表面は無菌などと認識されてきました。その原理はよく解明されていませんが，作用機構として電子伝達系阻害，細 胞膜損傷，DNAとの結合などによるといわれています。

微量金属イオン殺菌作用で最もよく使われる銀イオンと銅イオンです。銀イオンは銅イオンより細菌，藻類に対し効果が大きく，黴に対しては銅イオンが銀イオンより効果が大きいです。銀は高価であり，銀イオンをいかに効率的，継続的に浸出させるかに特殊な技術が必要です。

（1）　銀イオンによる方法
　ナトリウム珪酸塩を主成分とするアモルファスな溶解性ガラスに銀イオンを安定した状態で存在させ，ガラスの溶解と同時に徐々に銀イオンを溶出させます。
　銀イオンは正確には酵素のH基と置換して微生物を仮死休眠させる繁殖の抑制効果を持つものと解釈されて，厳密には殺菌でなく，制菌，静菌作用とも表現されています。

（2）　銅イオンによる方法
　銀イオンと同じく銅イオンも顕著な殺菌・制菌作用を示します。
　 銅は銅の錆である緑青のイメージが悪く，有害と故なく思われてきましたが，1984年に無害と立証されています。法規制では銅イオンの排水基準で 3mg/L（3ppm）になっていますが，水道水質1.0ppm，清涼飲料水の残留基準で2ppmであり，排水基準でも効果濃度になります。ちなみに銀は 日本では規定がありません。

以上に臭気問題と対策を概観的に述べましたが，抑臭があって，消臭があり，順序を誤って はなりません。また，ハードウエアで安 心することなく，管理というソフトウエアが伴うことはいうまでもないことです。それらの意味で分離機器の参考文献を詳しく載せておきました。参考にしてく ださい。

＜参考文献＞
*1　横田秀雄「環境に優しいクーラント」工作機械関連技術者会議　'99.7
*2　切削油技術研究会総会資料　第56，57，58回　'94，'95，'96
*3　冨田　進「クーラント技術の動向と環境対応」工作機械関連技術者会議　'99.7
*4　高木貞敬，渋谷達明「匂いの科学」朝倉書店　'89 pp4～6
*5　石川峰男「クーラントシステムのセンサ」機械と工具　'99.10
*6　泰藤樹，小林信彦「微生物学」広川書店　'68
*7　石川峰男「クーラントの消臭殺菌技術」潤滑経済　'99.11
*8　黒井信臣「廃水処理可能なシンセティック切削油剤ユシローケンシンセティック＃660」機械と工具　'97.9
*9　石川峰男「クーラント清浄化を実現するマグネットセパレータ」機械と工具　'99.1
*10 石川峰男「工作機械クーラントシステムのペーパフィルタとバグフィルタ」機械技術　'00.3
*11 石川峰男「工作機械クーラントのドラムフィルタ」機械技術　'00.4
*12 石川峰男「クーラント用液体サイクロン」機械と工具　'99.12
*13 石川峰男「研削盤加工におけるクーラントシステムの課題と最近の技術」機械技術　'99.1
*14 石川峰男「クーラント用油水分離器（オイルスキマと脱水器）」潤滑経済　'00.5
*15 石川峰男「スラッジ堆積のない円筒渦流式クーラントタンクシステム」潤滑経済　'99.5
*16 石川峰男「研削盤のクーラントシステム（タンクと冷却装置）の設計要領」機械設計　'99.9
*17 石川峰男「クーラント消泡技術」機械技術　'99.4
*18 淵上正晴「水溶性切削油剤の微生物劣化とその対策」機械技術　'89.No.13
*19 金田亮二「水溶性切削油（研削油）の腐敗防止についての注意事項」潤滑経済　'93.4
*20 和田憲夫「水溶性油剤の腐敗に対する取り組み」MT　'99.4
*21 石川峰男「切削油の清浄管理で不良を防ぐ」プラントエンジニア　'96.1
*22 石川峰男「切削・研削液希釈装置」潤滑経済　'00.5
*23 石川峰男「研削盤クーラント装置の保全効率化装置」ツールエンジニア　'99.4
*24 柴田秀夫「水溶性加工油剤の腐敗防止方法の現状と対策」潤滑経済　'94.3
*25 石川峰男「クーラントの汚染管理と浄化対策」潤滑経済　'00.5
*26 石川峰男「クーラントの腐敗対策事例」潤滑経済　'96.5
*27 機械学会「機械工学便覧C8環境装置」機械学会　'97

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Q1　金属加工現場での切削油剤による環境汚染について解説をお願いします。

金属加工現場で供給され，高精度・高品位化や高能率化のために，重要な役割を果たしてきた「切削油剤」が21世紀に向けて，今大きな変革期を迎えようとしている。
　 その一つとして，ダイオキシン類対策特別措置法・PRTR法の公布や作業者の健康問題・環境ホルモンへの影響等を考慮したうえで，日本工業規格JIS K 2241-1997「切削油剤」が改正され，新JIS規格 K 2241-2000「切削油剤」が公布されました。この新JIS規格では，難削加工材や非鉄系材料の加工に効果的であった塩素系極圧添加剤を含む切削油剤 が規格から削除されています。

切削油剤の塩素化合物とダイオキシンとの因果関係や環境ホルモンへの影響は，必ずしも現時点では明確ではありませんが，発生・影響が懸念される物質が含有されていることには違いなく，機械加工現場を取り巻く環境問題を考える時に避けて通れない問題です。
　切削油剤に起因する環境問題は多く，作業者の健康問題から地球環境に至るまで広範囲にその影響を及ぼしています。そして，これらに対して様々な対策が講じられ，環境対応型切削油剤への関心が高まりつつあります。

1.切削油剤供給に起因する環境問題

切削油剤の供給によって問題となる環境を分類すると，①作業者の健康環境，②作業環境，③地球環境に分類できます。
　作業者の健康環境に関する問題点と原因を，表1に示します。

健康環境に関する問題点は，皮膚障害・臭気による嫌気・のどや目の痛み・鼻炎等と，発がんの可能性，ダイオキシンによる健康障害などです。
　前者には，個人差によってとらえ方に違いがあり，例えばアレルギー性疾患をもつ作業者にとっては重大な問題となります。後者の発がんの可能性，ダイオキ シンによる健康障害，環境ホルモンへの影響は現在深刻な問題となっています

作業環境に関する問題点と原因を表2に示します。

金 属加工業界が，地球環境問題が発生する以前に，一番力を注いできたのがこの作業環境問題の改善でした。問題点は，油剤の飛 散・べと付き，漏油・溢れなどによる作業現場周辺の環境悪化や機械部品の劣化，錆発生問題，作動油との混合による工作機械の運転支障，塗装部の剥離*1， また，酵母菌・バクテリアによる油剤の腐敗による一次性能低下や配管系の詰まりなどです。

地球環境の破壊・悪化に関する問題点と要因を表3に示します。

廃液の不法投棄による水質汚染，廃液の焼却・切りくず・スラッジの処理による大気・土壌汚染などです。また，切削油剤供給で消費される電力量が多いことも，間接的ではありますが大気汚染の原因となります。
　近未来的な対応は非常にむずかしいことではありますが，硼素化合物・窒素化合物・硫黄化合物などの物質を含む切削油剤にかわる新たな切削油剤の開発が必要であると思います。

Q2　環境汚染対策としてはドライ加工や切削油の品質改良が行われていますがその実態はどのようになっていますか。また廃油処理問題についても説明してください。

2.クーラントレスへの取り組みと問題点

環境への対策で，最も効果的な方法は，何も供給しないドライ加工であることは明らかであり，切削油剤の供給に代わるドライ化への様々な試行が行われています。冷風加工やセミドライ加工などです。

ド ライ切削加工は，工具材料やコーティング技術の進歩によって，工具摩耗の面で湿式とそん色がないとの報告*2もされ，ドライ 化しやすいように見られています。しかし，潤滑作用，冷却作用，洗浄・洗除作用がないことから，すべての加工材料や加工の種類・加工条件に対応できるのか 疑問であり，発生熱による寸法精度への影響や切りくずの飛散や処理の点で問題があります。

研削加工ではごく一部の加工でドライ加工が行われていますが，すべての研削加工をドライ化することは切削以上に難しく，目つぶれや溶着の防止，熱による寸法精度への影響を防止することができません。

冷 風供給は，冷却性の面では効果的です。しかし，ドライと同様に切りくず処理に問題があります。また，ごく少量の液体系油脂 （主として植物油脂や合成エステル）をミストにして供給するセミドライ方法も試行されていますが，少量の潤滑効果や洗除効果の点で疑問が残ります。さらに ミストの問題や切りくず飛散による作業環境悪化にも問題を残します。

こ のように，現状では全加工工程をドライ化またはセミドライ化することは不可能であり，切削油剤の供給による一次性能に効果が あることは無視できない状況にあります。また，一部工程のみをドライ化しても前後工程で切削油剤を供給した場合には，必ずしも環境に効果的とはいえませ ん。

3.切削油剤の取り扱いと環境問題への取り組み

我が国での塩素問題*3に対する油剤メーカーの対策は，1991年頃からすでに行われ，塩素の代替を謳った切削油剤（非塩素・塩素フリー）が製造・販売されています。その多くは塩素系化合物の代替としてエステル，リン酸エステル・硫黄含有化合物などを添加した油剤です。

しかし，代替品としての非塩素系切削油剤は，必ずしも従来の塩素系の性能に匹敵する水準に達しているとは言えない状況にあり，さらに改善・改良が必要です。また，非塩素系は塩素系に比べ価格の点で割高であることも問題です。
　前述したように切削油剤の抱える問題は多く，油剤メーカーでも色々試行錯誤を繰り返し改良が行われるでしょうが，使用するユーザー側でも環境悪化防止に取り組む必要があります。

（1）　油剤劣化防止対策
　 長寿命を謳ったロングライフ切削油剤が市販されています。しかし，これらの大部分は，単に防腐剤や抗菌剤を添加したもので，恒久的なものではないことを 認識する必要があります。防腐剤や抗菌剤を定期的に追加するなど，ユーザーのこまめな管理がなければ，期待通りの長寿命は決して得られません。
　切削油剤は，その管理の仕方によって，性能に著しく違いが現れることは周知のことです。ｐH値や濃度値の徹底管理を行うとともに，腐敗に対しては抗菌 剤・防腐剤の添加，油剤の冷却・加熱，殺菌灯の使用，金属イオンによる殺菌などで対処します。

腐 敗の原因である酵母菌やバクテリアは30～40℃で活発に繁殖することから，この温度範囲内での使用は避け，冷却または加熱 して使用すると効果があります。また，微生物の栄養源となりやすいリン化合物や有機化合物などを含有する切削油剤の使用や，前工程での洗浄剤やリン酸皮膜 処理剤などの使用（これらとの混合により腐敗しやすくなる）は避けた方が良いでしょう。さらに，加工現場周辺に飛散・流失した油剤を放置しておくと，菌類 やバクテリアが繁殖する原因となるので清掃も大切です。これらの対策によって，長寿命化や腐敗臭の発生・抑制が可能となります。なお，毒性のある防腐剤や 窒素化合物や硼素化合物を含有するものは，環境に悪影響を及ぼすので避ける必要があります。

切削油剤は，異種油剤や作動油との混合により，ゲル状・クリーム状・ミルク状など写真1に示すように分離・乳化する場合があります。使用前に作動油との相性を確認することが大切です（エステル系切削油剤の中には，このような現象や工作機械部品や塗装の劣化をさせるものもあります。）

写真1　作動油との混合によって発生する現象

定 期的に目視観察や汲み取り検査を行い，色調変化や臭気の変化などについて調べ，浮遊油分の除去や切りくずやスラッジの除去を 完全に行うことが大切です。この場合，微細切りくずの除去は小さな給油タンクの沈殿方式では困難であるので，集中管理・制御システムへの転換は効果的とい えます。なお，フィルタでろ過する場合に，エマルション形では油剤粒子の大きさを考慮しておかないと油脂分も除去され，油剤性能の低下を招くことになりま す。
　切削油剤の管理には，屈折計とpH計を使用すると簡便に測定することができます。安価で携帯に便利なものが市販されているので備えることを奨めます。

（2）　油剤消費量低減と廃棄
　個々の加工において適正供給量が存在します。したがってただ多量に供給しても全く無意味です。また，発煙を伴うような供給は環境悪化の原因となります。 適正供給量の検討と切削点への確実な供給（供給方法の検討）を行うことが大切です。

不水溶性の使用を余儀なくされる場合を除き，不水溶性から水溶性への転換を行います。これにより油脂分の大幅な減量が可能となります。また，油脂焼却廃棄の際の環境への影響を低減させることが可能となります。

各々の工作機械ごとの給油システムを止め，集中管理・制御システムへの転換を行います。個々の給油では，油剤の管理が徹底せず，劣化を早める結果となります。

工作機械からの漏油・溢れや飛散を防止します。特にミスト給油や高速ジェット給油等を行う場合には，工作機械からの飛散や漏油・溢れ対策のためのシールド対策を的確に行う必要があります。また，発泡しやすい油剤は，溢れの原因となるので，避けてください。
　ミストの発生は，作業者の健康環境や作業環境の悪化に重大な影響を及ぼします。したがって，ミスト給油や高速ジェット給油等は必要以外は避け，これらの方法で供給する場合には，防毒マスク等を使用する必要があります。
　ミスト発生抑制のために，ゴム系，アクリル樹脂系などの添加剤を添加した切削油剤が市販され，従来の物ほど広範囲へ飛散しなくはなっていますが，これらを使用する場合もシールドを的確に行う必要があります。

工作物に付着して持ち去られる量も馬鹿になりません。充分に油切りすることが大切です。これらの事柄などを行うことによって，消費量低減が可能となります。

廃 油の河川への不法投棄は水質汚濁防止法の対象となります。また，焼却すると，大気汚染物質である塩化水素・硫黄酸化物・ダイ オキシン・窒素酸化物などが生成され，大気汚染防止法・ダイオキシン法の対象となります。したがって，有害物質除去施設（洗煙設備）を備えた焼却炉が不可 欠です。しかし，切削油剤を使用する金属加工企業のほとんどには，こうした焼却炉は備えられていません。また，廃棄の際に油剤組成ごとに分別している企業 も少なく，こうした現状から，以前から提唱していることですが「油を売ったからにはメーカーが廃油を引き取り処理する」（一部メーカーで回収を始める）　 これが未来は油剤メーカーとしての地球環境に対する責務であると考えます。

現 在油剤メーカーでは，環境問題に真剣に取り組んでいる姿勢が見られます。しかし，前述のように非塩素対応，長寿命化対策，ミ スト防止対策などで，新たな化学物質の添加が行われています。このため，終末処理をより難しくする可能性や，新たな環境問題を生むことも懸念されます。油 剤メーカーにはこうした問題が発生しない安全な切削油剤をぜひ製造していただきたいものです。また，使用する側のユーザーも，切削油剤が環境問題に深く関 わっている物質を含んでいることを再認識し，適切な使用と廃棄を行うことを心がけていただきたいものです。

＜参考文献＞
*1 伊丹，重松，冨田：水溶性研削油剤が研削盤のテーブルカバー用塗装鋼板の塗装部に及ぼす影響，砥粒加工学会誌，41-10（1997）
*2 嶋野：ドライ切削加工の最新動向，工作機械関連技術者会議，99.7
*3 冨田：切削油剤による環境問題，機械技術，47-12（1999）

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弊社の製品の供給調達機能は：

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（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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労働安全衛生法による「快適職場環境評価」の項目には
（1） 空間，換気，採光，（2）温熱条件，（3）粉塵，（4）有害物質（ガス，煙気），（5）騒音，振動，（6）その他　等があり，職場の多くは日常生活 の場と違った環境条件に置かれています。特にそれらが生態の機能を阻害する程度に異常性を帯びる場合，労働者の疲労は増大し，作業効率および品質の低下， 疾病，労働災害を起こしやすく，また安全衛生，防災，地球環境に至るまで多方面に影響を及ぼします。

生産現場で抱える数多くの問題点の中で，長年手付かず状態のオイルミストによる弊害と対策について説明します。

Q1　工場内で発生するオイルミストの作業環境への影響と対策の概要を教えて下さい。

1.工場内空気汚れの原因と作業環境への影響および対策

（1）　工場内空気の汚れの原因と作業環境への影響
　まず，オイルミストによる悪影響を整理すると図1*1の通りになります。

図1

また，工場内空気の汚れの問題点と原因を表1に示します

これらを見ると，作業空間内における空気環境，温熱環境，視環境に悪影響が生じその被害が安全衛生，防災面から作業能率や地球環境に至るまで多岐に及ぶこととなります。ちなみにオイルミストの濃度別の視界状況は表2の通りであり，空気調和・衛生工学会の規格による室内空気の条件は表3の通りとなっています。

（2）　対策
　1. 低ミストオイルの採用およびオイルの冷却化（NO塩素化，オイルの活性化）
　2. M/Cカバーの取り付けは可能な限り密閉性を良くする（作業性について打ち合わせが必要）
　3. ミストコレクター設置後の定期的な維持管理の徹底（フィルターは交換不要な品物の選定，脱臭も考慮のこと）
　4. 取りきれない浮遊ミストについては，誘引ファン等で全体換気の検討（空調とのバランス，検討要する）
　5. 定期的な環境測定の実施による数値的把握

等が考えられますが，「いかに効率よく小風量で処理できるか」を考慮して計画する必要があると思われます。

2.オイルミストコレクターの種類

オイルミストコレクターの種類については，表4に 示す物が主ですが，他にも微細粒子凝集コア方式，強制バッフル凝集捕捉方式，水溶性にも可能な電気式集塵機等多くの種類のミストコレクターがあります。い ずれのミストコレクターもそれぞれの特徴を生かし適切な処理風量を選定し，定期的なメンテナンスを実施することが高効率化および長寿命化につながるポイン トとなります。

設計計画時には，コストを重要視しがちですが適切な台数および定期的なメンテナンスの実施により性能，効率が維持できより良い作業環境の中で，疾病，作業効率および品質の低下を防ぐことができると思われます。

Q2　ミストコレクターの種類と効果的な使用法について教えて下さい。

ミストコレクターの活用法

　3.ミストコレクターを効果的に活用するための方法

ミストコレクターを効果的に活用するためには，数多い種類の中から目的に合った機種の選定をすることが大切です。またオイルの種類および成分，粉塵の種類および粒子径，除去効率等を考慮しフィルターの選定を行わなければなりません（図2）。

図2　ミスト粒径別システム構成図

図3のように，局所排気で取りきれない浮遊ミストは，誘引ファンを利用するとダクトレスですっきりし，効果的な全体換気が容易に行えます。

図3

また，空調負荷および工場内負圧による粉塵の進入を考えると集塵機でミスト処理＋脱臭まで考慮したものです。
　オイルは冷却することにより，ミストの発生を小さくしまた活性化および長寿命化しコストダウンにつながります。

いずれにしても，オイルミストの問題を効果的に解決するには

（1）低ミストオイルの導入および活性化，（2）オイルの冷却，（3）M/Cの取り付け，（4）ミストコレクターの設置，（5）換気ファンの設置

これらの観点からシステム構成を考えるのが最も適切であるといえましょう。

Q3　一次フィルターの特長をご紹介下さい。

4.その他

（1）　一次フィルター
　表5に示すフィルターはほんの一例ですが，いずれも一次フィルターとして使用し洗浄再生可能な製品です。

それぞれの特長を持っており，様々な特質および性能を持ち廃棄物「0」という観点からも推薦できると思われます。
　社内試験の結果では，ブロアの一次側と二次側では，25％近い差で二次側に設置した方の除去率が効果的でした。

（2）　セラミックスフィルターの特長
　：Mg，O₂，Si， OH，AL等の「立体構造」を形成し，Ca，CaO（カルシア）などの固有現象により成形し，平均200～2Åの針状超微細孔を有し「吸着，吸収，分解」 の作業を，飽和することなく機能を持続維持します。この働きを利用し☆脱臭対策　☆オイルミスト対策　☆ガス浄化対策として様々な効果が得られており多用 途（写真1）に利用できます。

《セラブロック・ユーホー・ビーナス》 有害ガス・悪臭・オイルミストの除去	《セラブレード》 オイルミスト除去 厨房排気の脱臭	《セラ　Q》 冷却水のスケール除去 赤水対策	《ファイブセラ》 水性潤滑油等の腐敗防止， 活性化

吸着材としての多孔質セラミックスの性能は広く認知されています。多孔質セラミックスはオングストローム（Å）単位の微細孔でありかつ針状で先に行くほど狭くなっています。

（1）セラミックスの表面に吸着した成分は，物理的な吸引力（バンデルワールス力）で強引に内部に引き込まれます。

（2）引き込まれる際，針状構造のため，分子量の大きい成分は手前で止まり，小さな成分と分離されます。
　この作業により分子構造が破壊されます。→「クラッキング現象」

（3）破壊され単独になった分子は酸化により，H₂OとCO₂に再結合します。→「酸化分解」 　酸化できなかった分子はアルコール系に分解します→加水分解「リフォーム現象」

（1）～（3）の工程を経て分解されます《分子分級機能》
　悪臭・有毒ガス・オイルミストetc→H₂O・CO₂に変化し排気されます。
　定期的な清掃のみで済み，交換の必要がありません。
　オイルミストコレクターの効果的な活用により，浮遊ミスト0.15mg/m³以下の快適機械加工職場環境造りを推進し，これにより作業効率および品質の向上を図り明るく事務所並みの作業空間作りを目指したいものです。

＜参考文献＞
*1 月刊「MT」No.14（1998.11）

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水溶性切削油剤の交換方法と注意事項について教えて下さい。

1.液の交換基準

近年，水溶性油剤を使用する製造工場では，生産性を重要視すると同時に経済性ともいえる油剤の液交換期間を常に考えながら使用されているのが現状です。
　その理由として，自社に廃液処理設備がないため，業者委託を使用した場合にはその廃液処理費用が液交換に必要な油剤原液の費用を大きく上回ることがあげられます。

一 方，工場側の徹底した液管理効果と油剤メーカーの性能向上への努力によって今日，例えば集中給油タンクでは2～5年，またそ れ以上の期間にわたって使用されている工場も多くなってきました。しかし，pHや防錆能などの油剤性能を管理しているにもかかわらず長期間使用した場合に は主に，下記a)～c）が問題となり，余儀なく液交換をしなければならなくなります。

［液交換基準］
　a）バクテリアによる腐敗臭の発生，カビによる粘着物の発生
　b）混入油分増加による洗浄性能の低下
　c）タンク内における研切削屑の増加

2.交換時の原因確認と交換方法

液交換で対象となるタンクとして，機械こどに設置された個別タンク，あるいは複数の機械への給油を目的とした集中給油タンクがありますが，交換準備および交換方法については基本的には同じであります。

（1）　液交換に至る原因の確認
　まず上記a）～c）のどの原因で液交換をするのかを確認することが大切です。より一層の液寿命延長化を図るためには，その原因に対して油剤メーカを交えて今後の対応策を十分に検討する必要があります。

（2）　液交換日の設定および液量確認
　 あらかじめ交換日を設定し，液量を加工可能，循環可能な量にまで徐々に減量していき交換前日には必要最小限の量にまで減らしておきます。廃液処理費用を 考えると廃液量を最小に抑えることが望まれます。次にその時の液量を確認しておき，ドラム缶，タンクなどの回収する容器を用意します。

（3）　液交換前日に殺菌剤の添加
　特に腐敗臭の発生・粘着物の増加が直接の原因で液を交換する場合には，殺菌剤の添加が望まれます。
　 バクテリアによる腐敗の発生やカビによる配管内に粘着物の付着などがあると，新液に交換してもすぐにバクテリア・カビが発生しがちです。残存する菌子・ 胞子を完全に除去するためにも交換日の前日に殺菌剤を添加します。前日終業後に油剤メーカーが推奨する殺菌剤を添加し，数時間程度循環させてタンク内・配 管内を十分に殺菌することが重要です。

（4）　液の抜き取り作業
　集中給油タンクと個々の個別タンクでは使 用液の抜き取り作業は若干異なります。集中給油タンクの場合，まず給油先の各サブタンクの抜き取り作業を行いま す。バキュームポンプで液だけを抜き取りドラム缶などの容器に回収するかメインタンクへ移します。その後，サブタンク内の研切削屑を除去すると同時にペー パーフィルターなどの分離装置内の研切削屑もできる限り除去します。次に集中給油方式のメインタンクについては液量が多いので必然的に業者委託のバキュー ムカーでの抜き取りとなります。バキュームカーでの抜き取りの場合，たいてい研切削屑も同時に抜き取りますが，残存した研切削屑はサブタンク同様に完全に 除去するようにします。個別タンクの場合もサブタンク同様に行います。一方，同じ個別タンクであってもNC機やMC機のほとんどは，タンクが機械本体に内 蔵されており，液の抜き取りも研切削屑の除去作業も困難な場合が非常に多くあります。そのため，長年のうちに研切削屑が多量に堆積している場合やカビによ るガム状の粘着物が多量に発生している場合があるので，時間を掛けてでも完全に除去することが重要です。

（5）　タンク内・配管内の洗浄
　 液および研切削屑を完全に除去した後，洗浄剤を用いてタンク内・配管内を洗浄することが望まれます。特にタンク周辺や配管内に付着している混入油分を完 全に除去することは，液交換後の油剤洗浄性能を長く維持するためにも重要なことです。このようにタンク内を洗浄することは大切ですが，廃液の量が増えるた めどうしても行えない場合には，（3）の個所で殺菌剤と同時に添加して循環させるのも良い方法です。このとき用いる洗浄剤も先の殺菌剤についても油剤メー カと相談のうえ，使用油剤に適合したものを用いることが大切なことです。

（6）　希釈水の吸水
　タンク内を 十分に清掃した後，給水をします。用いる水は水道水を使用することが望まれます。工業用水，井戸水は硬度が高い場合が多いため，それを知らず に用いると油剤の成分である界面活性剤や高級脂肪酸などと反応して水に不溶な金属石鹸を生成する場合があるので注意しなければなりません。また，工業用 水，井戸水は水道水のように殺菌されていないのでバクテリアなどの微生物が存在する場合が多く，液の腐敗の原因になりやすいものです。
　以上のこ とから水道水を用いるのが無難であるといえます。しかし，工業用水や井戸水を使用せざるをえない場合には，事前に使用しようとする水の硬度の測 定を油剤メーカーに依頼し，金属石鹸が生成する危険性があるかないかを確認し，必要であれば軟水化剤でいったん硬度を下げて使用するか，高硬度用油剤の採 用が望まれます。また同時に殺菌剤の添加が必要とされる場合もあります。

（7）　原液の添加
　タンク容量の半量程度に給水が進んだときに原液を補給します。油剤メーカーが加工条件から設定した希釈濃度になるように算出した量の原液を補給します。 規定量まで給水が完了すると均一な希釈液になるように十分に循環させることが大切です。

3.交換時の注意事項

（1）　保護具の着用
　研切削屑による切り傷を防止するために，長袖の衣類と手袋を着用します。また，飛散した液から目を保護するためにも保護眼鏡を着用すると同時に，頭部保護のためヘルメットの着用が望まれます。

（2）　液の回収
　抜き取った液をいったんドラム缶に回収する場合には，むやみに他の廃油と混合しては危険です。急激な発熱やガスが発生する場合があるので十分に注意しなければなりません。

（3）　有毒ガス発生の確認
　 集中給油タンクではタンク内に入り込んで研切削屑を除去する場合には，腐敗等で有毒ガスが発生していることもあるので十分に注意する必要があります。ま た，タンク内では決して一人で作業せず，必ず複数の人間が目に届くようにして作業します。同時に一人で長時間タンク内に入り込むことも避けるようにしま す。

（4）　緊急時の対応
　緊急時の対応に備えるために，交換作業を行う前に油剤メーカーが提供しているMSDSを一読しておくことが望まれます。

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

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JIS規格から塩素系切削油が削除されましたが非塩素系切削油の実用性能ならびに問題点を教えて下さい。

平成10年3月に「切削油からダイオキシン，加熱で発生の恐れ」と新聞報道されてから，急速に塩素系切削油の非塩素化が重要な課題としてクローズアップされています。
　 新聞では，切削加工時のダイオキシン発生の可能性についても論じていましたが，発生の有無については，まだ解明されていないのが現状です。しかし，潤滑 油の廃油は再生重油としてリサイクルされることが多く，再生重油中に塩素系切削油が混入した場合のダイオキシン発生が懸念されます。塩素系切削油（塩素系 金属加工油）と塩素を含まない潤滑油を分別回収すれば問題が解消されますが，多くの需要家では分別していないのが実情と思われます。

このような状況下，塩素系添加剤を含む切削油の規定を削除する新JIS規格が制定され非塩素化が急速に進展するものと思われます。
　ところで，切削油を非塩素化すると加工性の低下の他，塩素系切削油では発生しなかった問題も報告されています。そこで，ここでは加工ごとに切り替え事例を紹介し，非塩素系切削油の実用性能と対策について紹介します。

1.ガンドリル加工

ガンドリル加工は精度良く深穴をあけることができ，深穴加工には欠かせない加工法であり，各種部品の製造に使われています。通常，ガンドリル用の切削油としては，粘度10mm²/s，塩素量2～3％の油剤が多く使われていますが，クランクシャフトの油穴加工での切り替え事例を紹介します。

表1は， 塩素系①を非塩素系①により切り替えた事例です。切り替えるこ とにより，工具寿命は10％強延長しましたが，工具折損頻度が月に3～4本程度であったものが6～7本に増えてしまいました。切り屑を比較すると，非塩素 に切り替えることにより切り屑長さが若干長くなり，折損頻度が増えたものと予測されました。当初，刃先にチップブレーカーを付ける対策を施しましたが，ス トレーナーの清掃を確実に行い給油圧を規定レベル（ここでは60kg f/cm²）に維持することにより切り屑排出を確実に行え ば，切り屑かみ込みによ る折損を抑制できることが分かりました。現在ではチップブレーカーなしのドリルで，加工が行われています。なお現在は更なる生産性向上のため条件の見直し を行っていますが，回転速度を速めるよりも高送りした方が工具損傷も少なく，かつ塩素系よりも良好であるとの報告を受けています。

表3もクランクシャフトの油穴加工の事例で

ここでは，被削材がS40C相当の非調質鋼であり，表1の材料に比べ加工しづらくなっています。また，表1の加工条件に比べ加工条件が非常に厳しくなっています。実際，塩素系①に対し非塩素①で加工したところ，図1のように非塩素①では刃先の損傷が激しく使用できないことが分かりました。また，ステンレス用の非塩素②で加工したところ，摩耗量が大きく塩素系①の加工数には及びませんでした。

図1　刃先摩耗状態

そこで，加工条件の見直しを行いました。周速度（回転数）を下げ送りを早くする高送り条件で加工を行いました。すると，非塩素①にて塩素系①並みの摩耗量で規定の加工数を得ることができました。
　ガンドリル加工において非塩素化が上手く行かない場合は，油剤の見直しだけでなく，工具，給油状態の管理そして加工条件（高送り条件の検討など）の見直しなど総合的に検討を加える必要があります。

2.シェービング加工

弊社では，ホブやグリーソン用切削油として昭和40年代から有機モリブデン系添加剤を使用した非塩素系切削油を広く紹介し，多くの実績を得ています。しかし，仕上げ加工であるシェービング加工では，未だ塩素系切削油が使用されているのが実状です。

表4は，プランジカットによるシェービング加工の事例です。シェービング加工は微小切込みの加工であり針状の切り屑を排出します。加工性が悪化すると，針状切り屑が排出されず歯面がむしれてしまいます。表4では，非塩素系シェービング油に切り替えてもムシレが発生せず良好な精度を得ることができました。

ところで，歯車加工の場合注意しなければならないのが，後工程です。通常，シェービング加工した後，浸炭熱処理を施し，歯車強度を向上させます。近年，地球温暖化対策のため熱処理前洗浄工程がエタンによる洗浄からバーンオフと言われる燃焼脱脂工程に変更されています。図2は， 切削油を変更することにより，浸炭不良が発生した事例です。バーンオフは処理物を450～500℃前後に加熱し付着油を燃焼除去する方法ですが，切削油に よっては充分に除去されずに処理物表面に残存し，浸炭不良を引き起こすことがあります。特にAタイプの切削油では，バーンオフでは限界があり，例えば炭化 水素系洗浄溶剤による洗浄工程に変更するなど洗浄工程を見直すことも必要となります。

図2　熱処理前洗浄の浸炭への影響

なお，バーンオフ工程を有し浸炭不良が懸念される場合は事前にテスト焼きを実施し，影響の有無を確認するとともに，油剤メーカーと打ち合わせのうえバーンオフで残存量の少ない油剤を選定することも肝要です。

余 談ですが，シェービング加工において水溶性化の検討も行われていることを紹介します。先にも述べましたが，極めて薄い切込み （0～25ミクロン）による加工であるため，食付き性が重要となります。水溶性化することにより食付き性が向上し，加工精度が不水溶性に比べ向上すると言 われています。しかし，工具寿命は1/2～2/3と著しく短くなり，現状では実ラインに採用することはコスト的に難しいものです。工具メーカーおよび油剤 メーカーが一体となり改良検討を行う必要があるでしょう。

3.タップ加工

タップ加工は切り屑の排除が悪く切り屑の一部や構成刃先が工具刃先に付着して，仕上げ面がむしれたり，切削抵抗増大による工具折損が発生したりします。図3にホイールナットの事例を示します。活性硫塩化脂肪油（塩素2.0wt％，硫黄2.4wt％）に比べ，活性非塩素系（硫黄分1.6wt％）は22％もの工具摩擦低減が図れました。

図3　タップ加工での非塩素系切削油の性能

4.自動盤加工

自動盤には，比較的大物の部品を加工する多軸自動盤とOA機器や時計などの小物部品を加工する単軸自動盤があります。ここでは，ステンレスなどの難削材を加工する単軸自動盤での加工について述べます。

単軸自動盤加工は，ハイカーボン材やステンレス材の精密部品の加工が多く，加工特性をしては，きれいな挽き目が求められます。
　また，単軸自動盤は回転する被削材を支えるためのガイドブッシュと呼ばれる一種の軸受機構を持ち，高精度の部品を加工する際はガイドブッシュと被削材の クリアランスが小さく，被削材とガイドブッシュのかじりを生じやすくなります。

そのため切削油に求められる特性としては

・耐溶着性に優れ，加工面にきれいな挽き目が得られること。
・ガイドブッシュのかじりがないこと。
・機械が連続稼動するため，酸化安定性に優れること。

等々があります。

図4は，SUS303の単軸自動盤による加工事例です。従来の活性硫塩化油（塩素10.4wt％，硫黄2.6wt％）と比較し，活性非塩素系切削油（硫黄1.4wt％）は同等以上の加工性・工具寿命が得られています。

図4　自動盤加工での実用性能

最近は，環境対策と生産性向上を狙ってホブ切り加工ではドライ加工が適用されつつある。しかし，本報ではまだまだ切削油が必要とされる加工を中心に非塩素系切削油の実用性能について概説しました。
　日本においてもPRTRが導入されるなど，環境保全への取り組みは企業責任としていっそう強く求められる時代となりました。
　油剤メーカーとしても，非塩素化に加えよりいっそう環境に配慮した油剤および生産性向上に向けた油剤開発に，これまで以上に取り組んでいきたいと考えています。

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循環給油方式の圧延油クーラントについて，板材表面の疵防止と圧延油使用量を削減するためのクーラントの管理方法を教えて下さい。

近 年，鉄鋼の冷間圧延ラインでは，表面処理鋼板（自動車外板用を中心とした各種亜鉛メッキ鋼板など）の原板の圧延などが重要と なっています。この表面処理鋼板の原板は，冷間圧延後メッキラインに流されます。この時，板材表面に疵があると，メッキ材の品質不良となり問題となりま す。この板材表面の疵は，クーラント内の微細な異物が原因であることが多く，板材表面の疵発生を防止するために，圧延油クーラントを清浄化する設備的な改 善が必要です。

1.圧延油クーラントに求められる性能

冷間圧延時には，塑性加工と摩擦により膨大な熱が発生します。そこで圧延油クーラントは，水による冷却効果とともに，潤滑面（ロールと板材料の表面）に潤滑剤を供給して圧延動力（荷重）を低減し，摩擦発熱を緩和する（潤滑効果）という二つの大きな役割を担っています。
　さらに最近では，表面処理鋼板の原板に高い表面品質が求められており，クーラントへの混入物が鋼板表面品質に影響を与えるため圧延油クーラントが常に清浄な状態に保たれることが必要条件の一つになってきました。
　また，濃度や乳化状態の急激な変化は，圧延作業を不安定にするばかりでなく，圧延油の使用量を増加させます。
　圧延油クーラントの性状と性能の関係については表1に示します。

2.圧延油クーラントの管理

（1）クーラントの濃度管理
　 圧延油クーラントは，水が95％～98％で残りの2～5％が潤滑成分となる圧延油です，設定濃度は，各圧延機の能力，圧延材料の構成，圧延油の内容成分 （潤滑性能）などにより各圧延機ごとに管理範囲が決められています。濃度低下は潤滑性の低下になり，圧延油を補給していないのに濃度が上昇する場合は，ト ランプオイルの大量混入（作動油，潤滑油などの漏れ）により圧延作業が不安定になります。従来，濃度は現場の作業者が手分析により求め，圧延油の補給等の 管理をしてきました。しかし，最近では，音波によりオンライン自動濃度計が普及し，さらに各種配管のバルブが自動化して集中管理システムとなっている所が 多く，低濃度使用でも迅速な管理が可能となっています。

（2）乳化状態の管理
　乳化状態は，一般に粒径分 布，ESI，プレートアウト等が現場で測定され管理されています。この中で粒径分布は，多くのラインで測定され，乳化状態を管 理する指標になりつつあります。粒径分布は，電解液にクーラントを希釈して細孔を通過させ，その時の抵抗の変化をコンピュータ解析して求める方法が一般的 に用いられています。

乳化状態の変化は，潤滑性に影響するばかりでなく，圧延油の原単位にも関わりが深いものです。 乳化状態が過度に良好になると潤 滑面への油剤の供給（プレートアウト量）が減少し，潤滑性が低下します。また，不安定になると圧延油の補給量が増加し，圧延油の使用量が増加する傾向を示 します。圧延油メーカーは，どんな圧延条件下でも安定な乳化状態を有する圧延油の開発に重点を置いています。

（3）鉄分の管理
　冷間圧延油のクーラントには，様々なものが混入します。ごみなどの混入防止を目的に，圧延機周辺や工場全体のクリーン化をはかり効果を上げている所もあります。
　大型の混入物は，メッシュなどで取り除くことが可能ですが，100μm以下の混入物や液状のものは除去が難しくなります。ここでは，100μm以下の混入物である摩耗粉の管理について説明します。

圧延により発生する摩耗粉は，10μm以下の微細な粒子が大半を占めていますが100μm以上のものもあり，大型の摩耗粉がそのままロールに噛み込むと鋼板表面の品質を低下させる恐れがあります。特に表面処理鋼板の原板圧延時には，板材表面の疵を防止する必要があります。

一 般に，摩耗粉の混入量は，鉄分として原子吸光法などで求めています。表面処理鋼板の原板の疵を防止するためには，この鉄分を 少なく維持することが重要です。そのためには，クーラントの鉄分を迅速に分析し，管理範囲を超えた場合には，速やかに摩耗粉を除去する対応（スキーミング など）が必要となります。最近では，一定のクーラントを精密な天秤と磁石を応用して鉄分を求める方法が提案されています。
　また，圧延油クーラントシステムには，従来から摩耗粉を系外に排出する設備が設けられています。これらは，単独で用いた場合十分な効果が得られないため，何種類かを併用する所が多いようです。

（4）酸価，けん化価の管理
　酸価とけん化価は，圧延油クーラントの潤滑効果にとって重要な管理項目です。
　酸価の上昇は圧延油の劣化を，低下はトランプオイルの混入を意味します。このような状態になると，安定した潤滑性が得られなくなります。

酸価とけん化価の分析は，圧延油クーラントから圧延油を抽出してJIS法などによって行われています。しかし，手分析では抽出，けん化などの処理に時間が掛かるため，クーラントの自動分析装置を開発してクーラントの管理を行っている所もあります。
　酸価とけん化価が変化した場合には，圧延油クーラントを一部置き換えるなど，劣化した圧延油やトランプオイルを除去する対策が必要です。

3.おわりに

今 後，油剤メーカーでは，より安定な圧延油クーラントを実現できる油剤の開発をめざしています。また，鉄鋼メーカーでは，使用 中の圧延油クーラントから混入する摩耗粉等を効率良く排出する設備的対応を行うことも重要と思われます。この様な，油剤メーカーと鉄鋼メーカーの協力で板 材表面品質の向上と圧延油使用品削減が可能になるものと考えます。

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