WO2017142023A1

WO2017142023A1 - 切削加工方法及び切削物の製造方法

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Publication number: WO2017142023A1
Application number: PCT/JP2017/005724
Authority: WO
Inventors: 洋介松山; 茂堀江; 中村　和宏; 賢二石蔵
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: KR20180115666A; EP3417968A1; BR112018007991A2; US11325199B2; TW201733756A; RU2018115306A; JPWO2017142023A1; EP3417968A4; PH12018500561A1; US20210060673A1; SG11201802212QA; CN108472752A; EP3417968B1

Abstract

切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら、前記切削工具により前記被加工材料を切削し、前記被加工材料の表面と裏面を貫通する貫通溝を形成する切削加工工程を有し、　前記被加工材料が、金属、繊維強化プラスチック、セラミックス、及びこれらの複合材料からなる群より選ばれる１種以上を含む、　切削加工方法。

Description

切削加工方法及び切削物の製造方法

　本発明は、切削加工方法及び切削物の製造方法に関する。

　ステンレス鋼材（ＳＵＳ）をはじめとする金属または合金類、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、セラミックス等の高強度材は産業上必須の材料であるが、所望の形状を得るための切削加工はその強度が高いほど困難であるとともに、加工に用いる工具は高価かつ短寿命となる。最も汎用的な高強度材としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられるが、特に、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）やアラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）等の他の繊維強化プラスチック類やステンレス鋼材（ＳＵＳ）と比較して、引張り強さ、引張り弾性力が大きく、密度が小さいことから、近年、航空機や車両の外板などとして多用される傾向にある。なお、繊維強化プラスチックとは、炭素繊維やガラス繊維等の繊維にマトリクス樹脂を含浸させたプリプレグを１枚又は２枚以上積層して、加熱成型又は加熱加圧成型してなるプラスチックを指す。本明細書においては、上述した高強度材及びこれらを含む複合材料を「難切削材」と称する。

　上述した難切削材の切削加工方法としては、例えば、孔あけ加工において高品質な孔を得るための技術が既にいくつか提案されている。例えば、工具の形状、例えばドリルのすくい面の曲率や先端角を段階的に変更するなどの方法が例示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－２１０６８９号公報

　金属や繊維強化プラスチックに対する切削加工のうち、切断加工を含む貫通溝を形成する加工においては、丸鋸、砥石、線鋸、ルーターなどの工具が用いられる。貫通溝を形成する加工のうち、直線状以外の貫通溝を形成したい場合は、線鋸やルーターが用いられるが、直線状の貫通溝を形成する場合や、特に直線状の切断加工を行う場合は、丸鋸または砥石が、切削加工で生じた断面（以下、「切削面」ともいう）の仕上がりや加工効率の観点から好適に用いられる。丸鋸等を用いた上記のような難切削材の切削加工では、刃に生じる摩耗が著しく切削面の品質が低下する。具体的には加工した貫通溝の幅が狭くなりやすく、切削面における切削工具の出口側端部にバリが発生しやすい。特に被加工材料が繊維強化プラスチックである場合は、プリプレグの積層間の剥離（以下、「層間剥離」ともいう。）も発生しやすくなる。このような現象は重大欠陥と認識されている。このように、丸鋸の刃の摩耗に起因して、切削面に品質上の問題が生じる可能性が高い。

　難切削材の切削加工において、切削工具の摩耗が進み、切削抵抗が大きくなるほど、切削面の品質問題は、発生し易くなる。特に、高強度の航空機用途のＣＦＲＰなどでは、炭素繊維が高密度に存在するため、丸鋸が炭素繊維を擦過する頻度が増加することになり、切削工具の摩耗がより速く進行する。対策として、切削面品質維持のために工具交換を早めることになり、加工コストに占める工具費の割合が高くなっているのが現状である。

　この点、特許文献１に記載のように、切削加工の難しい繊維強化プラスチック（例えば、ＣＦＲＰ）の加工性改良は、工具の面から検討されてきてはいるが、その効果は不十分である。

　特に、従来の加工方法では、貫通溝形成などの、加工距離が長い難切削材の加工においては、加工距離が長くなるに従い、孔あけ加工などの加工距離が短い難切削材の加工に比べて、切削工具が摩耗しやすく、切削工具が貫通する入口部又は出口部（以下、「切削面端部」ともいう。）においてバリ、欠けが生じ、特に被加工材料が繊維強化プラスチックの場合、層間剥離が発生しやすいという問題が生じる。これは、加工距離が長くなることで、切削加工で除かれる難切削材の体積が大きくなり、切削工具への負荷が大きくなるためである。

　さらに、加工距離が長い難切削材の加工においては、加工により発生する摩擦熱が問題になる場合がある。例えば、ＣＦＲＰのうちマトリクス樹脂が熱可塑性樹脂である繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＲＴＰ」ともいう）は、マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂である繊維強化プラスチックと比較して、成形加工が容易で自由度が高い、加熱加圧硬化が不要であり安価といったメリットがある反面、機械的強度や耐熱性、耐薬品性に劣る傾向があるという特徴を有する。ＣＦＲＴＰの切削加工においては摩擦熱による含浸樹脂の溶融や切削油による劣化を比較的起こしやすく、これにより切削面にバリや層間剥離がさらに発生しやすくなるため、高品質の切削面を得ることはより困難である。

　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、被加工材料の切削加工、特に貫通溝を形成する難切削材の切削加工において、切削工具への負荷を低減させることができ、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離を低減させることができる難切削材の切削加工方法及び当該方法を用いた切削物の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、切削加工補助潤滑材を用いて、切削工具により被加工材料を切削することにより、上記課題を解決できることを見出して、本発明をするに至った。

　すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
　切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら、前記切削工具により前記被加工材料を切削し、前記被加工材料の表面と裏面を貫通する貫通溝を形成する切削加工工程を有し、
　前記被加工材料が、金属、繊維強化プラスチック、セラミックス、及びこれらの複合材料からなる群より選ばれる１種以上を含む、
　切削加工方法。
〔２〕
　前記切削加工補助潤滑材を、前記被加工材料の側面であって、前記貫通溝の切削加工起点となるべき部分に、予め密着させる密着工程を有する、
　〔１〕に記載の切削加工方法。
〔３〕
　前記切削加工補助潤滑材を、前記被加工材料の前記表面及び／又は前記裏面であって、前記貫通溝が形成される部分を覆うように、予め密着させる密着工程を有する、
　〔１〕又は〔２〕に記載の切削加工方法。
〔４〕
　前記切削工具が丸鋸である、
　〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔５〕
　前記切削加工補助潤滑材を、前記被加工材料の前記表面又は前記裏面であって、回転した前記丸鋸の刃の出口となるべき部分を覆うように、予め密着させる密着工程を有する、
　〔４〕に記載の切削加工方法。
〔６〕
　前記切削加工補助潤滑材が、
　重量平均分子量が５×１０^４以上、１×１０^６以下である高分子量化合物（Ａ）と、
　重量平均分子量が１×１０^３以上、５×１０^４未満である中分子量化合物（Ｂ）と、
　平均粒子径が１００μｍ以上であるカーボン（Ｃ）と、を含有する、
　〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔７〕
　前記カーボン（Ｃ）の形状が、鱗片状のものである、
　〔６〕に記載の切削加工方法。
〔８〕
　前記高分子量化合物（Ａ）が、重量平均分子量が５×１０^４以上、１×１０^６以下の熱可塑性樹脂を含み、
　前記中分子量化合物（Ｂ）が、重量平均分子量が１×１０^３以上、２×１０^４以下の熱可塑性樹脂を含む、
　〔６〕又は〔７〕に記載の切削加工方法。
〔９〕
　前記高分子量化合物（Ａ）が、水溶性熱可塑性樹脂及び／又は非水溶性熱可塑性樹脂を含み、
　前記水溶性熱可塑性樹脂が、ポリアルキレンオキサイド化合物、ポリアルキレングリコール化合物、ポリアルキレングリコールのエステル化合物、ポリアルキレングリコールのエーテル化合物、ポリアルキレングリコールのモノステアレート化合物、水溶性ウレタン、ポリエーテル系水溶性樹脂、水溶性ポリエステル、ポリ（メタ）アクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、糖類、及び変性ポリアミドからなる群より選ばれる１種以上であり、
　前記非水溶性熱可塑性樹脂が、ウレタン系重合体、アクリル系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリスチレン系樹脂、及びそれらの共重合体からなる群より選ばれる１種以上である、
　〔６〕～〔８〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１０〕
　前記中分子量化合物（Ｂ）が、ポリアルキレングリコール化合物、ポリアルキレンオキサイドのモノエーテル化合物、ポリアルキレンオキサイドのモノステアレート化合物、ポリアルキレンオキサイド化合物からなる群より選ばれる１種以上である、
　〔６〕～〔９〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１１〕
　前記切削加工補助潤滑材において、
　前記高分子量化合物（Ａ）の含有量が、前記高分子量化合物（Ａ）、前記中分子量化合物（Ｂ）、及び前記カーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、２０～６０質量部であり、
　前記中分子量化合物（Ｂ）の含有量が、前記高分子量化合物（Ａ）、前記中分子量化合物（Ｂ）、及び前記カーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、１０～７５質量部であり、
　前記カーボン（Ｃ）の含有量が、前記高分子量化合物（Ａ）、前記中分子量化合物（Ｂ）、及び前記カーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、５～７０質量部である、
　〔６〕～〔１０〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１２〕
　前記切削加工補助潤滑材が、０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の厚さを有する切削加工補助潤滑シートである、
　〔１〕～〔１１〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１３〕
　前記切削加工補助潤滑材が、前記被加工材料と接する面に、粘着層を有する、
　〔１〕～〔１２〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１４〕
　前記粘着層が、アクリル系重合体を含む、
　〔１３〕に記載の切削加工方法。
〔１５〕
　前記被加工材料が、ステンレス鋼、炭素繊維強化プラスチック、及びこれらを含む複合材料からなる群より選ばれる１種以上である、
　〔１〕～〔１４〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１６〕
　前記被加工材料が、マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化プラスチックである、
　〔１〕～〔１５〕のいずれか一項に記載の切削加工方法。
〔１７〕
　〔１〕～〔１６〕のいずれか一項に記載の切削加工方法を含む、
　切削物の製造方法。

　本発明によれば、被加工材料の切削加工、特に貫通溝を形成する難切削材の切削加工において、切削工具への負荷を低減させることができ、切削面端部にできるバリ、欠けを低減させることができ、被加工材料が繊維強化プラスチックである場合は層間剥離を低減させることができる、難切削材の切削加工方法及び当該方法を用いた切削物の製造方法を提供することができる。

本実施形態の切削加工方法において切削加工補助潤滑材を被加工材料に密着させた態様を表す模式図である。アップカット法及びダウンカット法を表す模式図である。

　以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

〔切削加工方法〕
　本実施形態の切削加工方法は、切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら、前記切削工具により前記被加工材料を切削し、前記被加工材料の表面と裏面を貫通する貫通溝を形成する切削加工工程を有し、前記被加工材料が、金属、繊維強化プラスチック、セラミックス、及びこれらの複合材料からなる群より選ばれる１種以上を含む。

　切削加工補助潤滑材は、被加工材料、特に難切削材の切削加工において用いられるものである。具体的には、切削加工補助潤滑材を被加工材料の切削工具の出口となるべき部分及び／又は入口となるべき部分に配し、切削工具を用いて被加工材料を加工する。本実施形態の切削加工方法においては、切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら切削加工工程を行うものであれば特に制限されず、例えば、切削加工補助潤滑材を予め接触させた切削工具を用いて切削加工工程を行ってもよい。なお、「接触させながら」とは、特に限定されないが、例えば、切削加工をする前に、切削工具に切削加工補助潤滑材を接触させ、切削加工補助潤滑材を付着させる接触工程を経た後、切削加工補助潤滑材が付着した切削工具により被加工材料の被加工部分を切削して切削加工工程を実施する場合と、切削加工補助潤滑材を被加工材料の被加工部分（例えば、丸鋸の刃の出口となるべき部分及び／又は入口となるべき部分）を覆うように予め密着させる密着工程を経た後、被加工材料の被加工部分を切削する場合と、切削加工工程において切削工具に切削加工補助潤滑材を接触させ、切削加工補助潤滑材を付着させた状態で、被加工材料を切削する場合と、又はこれらのうちの２つ以上を併用する場合とが挙げられる。

　本実施形態の切削加工方法においては、切削工具として丸鋸を用いることが好ましい。丸鋸の切削工具を用いて貫通溝を形成する切削加工は、ドリルビット等による孔あけ加工と比較して、加工距離が長いため切削工具が摩耗しやすく、切削工具が貫通する入口部又は出口部においてバリ、欠け、層間剥離が発生しやすい。これは、切削工具が被加工材料に接触した状態で移動するため、切削加工で除かれる難切削材の体積が大きくなり、切削工具への負荷が大きくなるためである。

　この点、切削加工補助潤滑材を使用することで、貫通溝を形成する難切削材の切削加工において、切削加工補助潤滑材が潤滑剤として作用し、切削工具（例えば、丸鋸）への負荷を低減させ、切削工具の摩耗を抑制し、切削工具の寿命を延ばすことが可能となる。その結果、切削工具に係るコストや、切削工具の交換工程などを削減でき、生産性に優れる切削加工が可能となる。

　また、切削加工補助潤滑材を使用することで、貫通溝を形成する難切削材の切削加工において、切削加工補助潤滑材が潤滑剤として作用し、切削工具が貫通する入口部や出口部におけるバリ、欠け、又は層間剥離を抑制できる。その結果、切削加工補助潤滑材を使用しない場合に比べて、高品質な切削面を得ることができる。

　さらに、切削加工補助潤滑材は、被加工材料の被加工部分が平面である場合のみならず、被加工部分が曲面である場合にも平面である場合と同様に好適に用いることができる。具体的には、切削加工補助潤滑材は、たわみ性、被加工部分への追従性に優れ、曲面を有する被加工材料に密着した状態で切削加工が可能となる。また、特に限定されないが、切削加工補助潤滑材は、切削加工補助潤滑材自体のたわみ性、被加工部分への追従性を妨げない構成を有することが好ましく、具体的には、厚い金属箔などを備えない態様が好ましい。これにより、曲面を有する被加工材料の切削加工性がより向上する。また、切削加工補助潤滑材が金属箔を備えない場合には、金属箔由来の切削金属屑が被加工材料の切削部へ溶着し、被加工材料の切削部を汚染することが抑制できる。その結果、本実施形態の切削加工においては、従来技術よりも品質に優れる切削加工が可能となる。

〔接触工程〕
　本実施形態の切削加工方法は、切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら、切削工具により被加工材料を切削する切削加工工程を有する方法であれば特に限定されず、必要に応じて、接触工程を有していてもよい。接触工程は、切削加工をする前に、切削加工補助潤滑材を、切削工具に接触させる工程である。切削工具に切削加工補助潤滑材を予め接触させることにより、加工する直前に、切削工具の先端に切削加工補助潤滑材の潤滑成分が移行する。そのため、切削加工補助潤滑材の潤滑効果がより効果的に発揮される。接触方法は特に限定されない。例えば、切削加工補助潤滑材を切削工具の入口面側（進入面側）に配置することで、切削加工をする前に、切削加工補助潤滑材を切削工具に付着させることができる。また、予め、切削加工補助潤滑材を切削工具に塗布することで、切削加工補助潤滑材を切削工具に付着させることができる。さらには、切削加工をする前に、切削工具で切削加工補助潤滑材を切断、切削、孔あけすることで、切削加工補助潤滑材を切削工具に付着させることができる。

〔密着工程〕
　また、本実施形態の切削加工方法は、必要に応じて、切削加工工程の前に被加工材料の切削工具の出口となるべき部分及び／又は入口となるべき部分に、予め切削加工補助潤滑材を密着させる密着工程を有してもよい。被加工材料上の切削加工補助潤滑材の密着箇所は、予め、切削工具の出口となるべき部分又は入口となるべき部分のいずれかであっても、切削工具の出口となるべき部分及び入口となるべき部分の両方であってもよい。なかでも、切削工具の出口となるべき部分に密着させる態様がより好ましい。そのような態様としては、切削工具が丸鋸である場合、切削加工補助潤滑材を、被加工部分の表面又は裏面であって、回転した丸鋸の刃の出口となるべき部分を覆うように、予め密着させる密着工程を有する態様が挙げられる。切削工具の出口となるべき部分に密着させる態様がより好ましい理由は、切削面端部のうち切削工具の出口となるべき部分は切削加工時の変形がより著しく生じるため、切削工具の出口となるべき部分に切削加工補助潤滑材を配することにより前記変形の抑制を期待することができるからである。これにより、上述したように切削工具への負荷を低減させることができ、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離を低減させることができる。なお、「出口となるべき部分」とは、当該部分が面である場合には、出口となるべき面とも言い換えることができる。これに対応して、「入口となるべき部分」とは、入口となるべき面とも言い換えることができる。

　また、予め切削加工補助潤滑材を密着させる部分は、被加工材料の側面であって、貫通溝の切削加工起点となるべき部分であってよく、被加工材料の表面及び／又は裏面であって、貫通溝が形成される部分であってもよい。これは、貫通溝の切削加工起点となるべき部分、又は貫通溝が形成される部分を覆うように、予め切削加工補助潤滑材を密着させることで、上述したように、切削工具への負荷を低減させることができ、切削面端部にできるバリ、欠け、層間剥離を低減させることができるからである。特に、貫通溝を形成する部分全面に、予め切削加工補助潤滑材を密着させることが、切削面端部にできるバリ、欠け、層間剥離をより低減させることができるので好ましい。

　図１に、本実施形態の切削加工方法において切削加工補助潤滑材を被加工材料に密着させた態様を表す模式図を示す。図１（ａ）は、被加工材料１の表面であって貫通溝が形成される部分に予め切削加工補助潤滑材２を密着させた態様を示す。また、図１（ｂ）は、被加工材料１の裏面全体に予め切削加工補助潤滑材２を密着させた態様を示す。図１（ｃ）は、被加工材料１の側面であって、貫通溝の切削加工起点（切削工具の刃が入る場所）となるべき部分に予め切削加工補助潤滑材２を密着させた態様を示す。図１（ｄ）は、図１（ｂ）において、切削加工中の態様を示す図である。図１（ｄ）においては、切削面端部４におけるバリ、欠け、層間剥離が抑制される。

　また、図２に、アップカット法及びダウンカット法を表す模式図を示す。上記「回転した丸鋸の刃の出口となるべき部分」とは、ダウンカット法の場合には被加工部分の裏面側に位置し、アップカット法の場合には被加工部分の表面側に位置する。なお、図２において丸鋸の進行方向は左から右である。

　また、連続して切削加工をする場合においては、切削工具の出口となるべき部分及び／又は入口となるべき部分に配された切削加工補助潤滑材に切削工具が一度接することにより、当該切削工具（例えば丸鋸）に切削加工補助潤滑材が付着するので、続く加工において切削工具への負荷低減、摩耗抑制、及び寿命延長効果を得ることができる。

　被加工材料と切削加工補助潤滑材とを密着させる方法としては、特に限定されないが、例えば、切削加工補助潤滑材と被加工材料とを、クリップや治具で物理的に固定する方法；被加工材料と接する切削加工補助潤滑材表面又は金属箔表面に粘着性を有する化合物の層（粘着層）を形成した切削加工補助潤滑材を用いる方法が挙げられる。このなかでも、粘着層を形成した切削加工補助潤滑材を用いる方法が、治具などによる固定の必要がないので、好ましい。なお、本明細書では、被加工材料と切削加工補助潤滑材とを固定するために用いる粘着性を有する化合物の層を粘着層と定義する。

〔切削加工工程〕
　切削加工工程は、切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら、切削工具により被加工材料を切削し、貫通溝を形成する工程である。このように切削加工補助潤滑材を用いることで、例えば、切削加工、特に、連続して切削加工を行う場合、切削工具表面と切削部内壁表面との間の潤滑性が高まり、切削工具の刃が切削する切削屑の排出を容易化して、切削工具の刃と切削部内壁表面との擦過頻度と度合いを軽減するので、切削工具の刃の摩耗が低減されると考えられる。この作用原理は、切削工具全般に通じる。

　切削加工工程としては、切削加工補助潤滑材を、切削工具に接触させながら、切削工具により被加工材料を切削する態様が好ましい。このような態様としては、上述の接触工程において切削加工補助潤滑材が付着した切削工具を用いる態様や、切削加工工程において切削工具に切削加工補助潤滑材を接触・付着させた態様や、上述の密着工程において、被加工材料に密着させた切削加工補助潤滑材に接触した切削工具を用いることにより、間接的に、切削加工補助潤滑材が切削工具に接触するような態様が挙げられる。切削加工補助潤滑材を切削工具に接触させながら切削加工をすることにより、常に切削加工補助潤滑材が切削工具に供給されることとなり、効率よく加工を行うことができる。また、切削加工補助潤滑材を被加工材料に密着させて用いる場合には、切削加工補助潤滑材の厚み×丸鋸の刃厚（切削工具が接触する部分の面積）から算出される量の切削加工補助潤滑材２が切削工具に供給されるが、他の切削加工補助潤滑材を用いることにより、十分な量の切削加工補助潤滑材を切削工具に供給することができる。

　また、切削加工工程としては、切削加工補助潤滑材を、被加工材料の被加工部分に接触させながら、切削工具により被加工材料を切削する態様も好ましい。このような態様としては、上述の接触工程において切削加工補助潤滑材が付着した切削工具を用いることにより、間接的に、切削加工補助潤滑材が被加工材料の被加工部分に接触するような態様や、上述の密着工程を行う態様等が挙げられる。

　さらに、切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させる態様は、２つ以上組み合わせてもよく、例えば、切削加工工程において切削工具に切削加工補助潤滑材を付着させた状態で、他の切削加工補助潤滑材が密着した被加工材料を切削してもよい。

　切削加工によって得られる貫通溝は、被加工材料を貫通する溝状の穴であれば、特に限定されない。貫通溝の幅は特に限定されないが、例えば０．５ｍｍ以上であり、好ましくは、１．０ｍｍ以上であり、さらに好ましくは、２．０ｍｍ以上である。貫通溝の幅の上限は特に限定されないが、例えば、２０ｍｍ以下が好ましい。また、貫通溝の長さは、溝の幅以上であれば特に限定されず、例えば６００ｍｍ以上であり、好ましくは、１０００ｍｍ以上である。貫通溝の長さの上限は特に限定されないが、例えば、５０００ｍｍ以下が好ましい。これは、貫通溝の長さが６００ｍｍ以上であったとしても、切削加工補助潤滑材を用いることで、切削工具の摩耗が低減し、切削部（貫通溝）の品質がより良好となるからである。また、上記貫通溝を得る切削加工には貫通溝長を被加工材料の端部まで伸長した結果、溝の両端が分離される加工、すなわち切断加工も含まれる。

　貫通溝の形状は丸鋸を用いる場合、工具の特性上直線である。貫通溝の断面形状は特に限定されないが、通常その断面は、方形である。

　被加工材料の厚さは特に限定されず、通常０．５ｍｍ以上であり、好ましくは１ｍｍ以上であり、より好ましくは２ｍｍ以上である。また、被加工材料の厚さの上限は、特に限定されないが、例えば、４０ｍｍ以下が好ましい。これは、被加工材料の厚さが０．５ｍｍ以上であったとしても、切削加工補助潤滑材を用いることで、切削工具の摩耗が低減し、切削部（貫通溝）の品質がより良好となるからである。

　切削工具は特に限定されるものではないが、貫通溝の形成に一般的に用いられる丸鋸または砥石が好ましい。丸鋸及び砥石は、ともに回転する円盤型の刃身の円周部を被加工材料に接触させて切削する工具を指すが、このうち丸鋸は刃身の周部に切り刃が設けられている工具を指し、砥石は刃身の周部に切り刃がなく砥粒が結着している工具を指す。両者はいずれも、被加工材料を主として切断する際に用いられる工具であるが、本明細書では、特に断りがない限り、丸鋸及び砥石を「丸鋸」と称する。

　丸鋸の刃身の径、刃厚、材質、形状及び表面被膜の有無は、特に限定されず、一般的に使用されているものを用いることができる。難切削材の切削加工に用いられる丸鋸の刃身の材質としては、高速度鋼やＰＣ鋼が好ましい。また、周部に切り刃が設けられている場合、切り刃先端に硬質の金属炭化物の粉末を焼結して作られる超硬合金やダイヤモンド、セラミックスを結着したチップソーは、難切削材の切削加工において、より好適に用いられる。超硬合金としては、特に限定されないが、例えば、炭化タングステンと結合剤であるコバルトとを混合して焼結した金属が挙げられる。このような超硬合金には、使用目的に応じて材料特性をさらに向上させるため、炭化チタンや炭化タンタルなどが添加されることもある。このような超硬合金や、ダイヤモンド、セラミックスは、砥石の砥粒としても用いられる。一方、丸鋸の刃身の形状は、切削加工の条件や被加工材料の種類や形状などにより、適宜選択できる。丸鋸の刃身の形状としては、特に限定されないが、例えば、刃身の刃厚、直径、切れ刃の数などが挙げられる。

　切削加工工程においては、一般的な切削加工における技術を用いることができる。例えば、切削加工を行う際、ガスや液体を用いて切削加工箇所及び／又は切削工具を冷却しながら切削加工すること等が挙げられる。ガスを用いて切削加工箇所及び／又は切削工具を冷却する方法としては、例えば、圧縮したガスを切削加工箇所及び／又は切削工具に供給する方法、切削加工箇所／又は切削工具付近のガスを吸引することによって、周囲からガスを切削加工箇所及び／又は切削工具に供給する方法が挙げられる。

　〔切削加工補助潤滑材〕
　本実施形態の切削加工方法において用いられる切削加工補助潤滑材は、特に限定されないが、例えば、高分子材料と無機充填材とを含むものが挙げられる。具体的には、水溶性又は非水溶性の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの高分子材料と、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、モリブデン化合物などの無機充填材と、を含有する切削加工補助潤滑材が好ましく、より具体的には、重量平均分子量が５×１０^４以上、１×１０^６以下である高分子量化合物（Ａ）と、重量平均分子量が１×１０^３以上、５×１０^４未満である中分子量化合物（Ｂ）と、平均粒子径が１００μｍ以上であるカーボン（Ｃ）と、を含有する切削加工補助潤滑材がより好ましい。このような切削加工補助潤滑材を用いることにより、切削工具への負荷をより低減させることができ、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離をより低減させることができる傾向にある。

　切削加工補助潤滑材の形状は、切削加工補助潤滑材を切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら切削工具により被加工材料を切削することができる態様であれば特に限定されないが、例えば、シート状の切削加工補助潤滑材、丸棒の形状や角棒の形状などのブロック状態の切削加工補助潤滑材、溶融状態の切削加工補助潤滑材等が挙げられる。このなかでも、シート状の態様が好ましい。

　また、切削加工補助潤滑材は、高分子材料と無機充填材とを含む単層体であっても、高分子材料と無機充填材とを含む層と、他の層と、を備える積層体であってもよい。他の層としては、切削加工補助潤滑材と、被加工材料との密着性を向上させるための粘着層、切削加工補助潤滑材表面の擦り傷を防止するための保護層等が挙げられる。以下、切削加工補助潤滑材の構成について説明する。

　（高分子量化合物（Ａ））
　高分子量化合物（Ａ）は潤滑剤として機能することができ、切削加工補助潤滑材の潤滑性を向上させ、切削面端部にできる欠け、バリ、又は層間剥離を低減するという効果を発揮し得る。さらに、高分子量化合物（Ａ）は成形剤として機能することができ、切削加工補助潤滑材の成形性を向上させ、単層形成性（支持基材を用いることなく、それ自体で層（シート）を形成することが出来ること）という効果を発揮し得る。高分子量化合物（Ａ）としては、重量平均分子量が５×１０^４以上、１×１０^６以下であれば、特に限定されず、水溶性若しくは非水溶性の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。このなかでも、水溶性熱可塑性樹脂及び／又は非水溶性熱可塑性樹脂が好ましく、水溶性熱可塑性樹脂がより好ましい。水溶性又は非水溶性の熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、以下で説明する水溶性樹脂及び非水溶性樹脂が挙げられる。なお、「水溶性樹脂」とは、２５℃、１気圧において、水１００ｇに対し、１ｇ以上溶解する高分子化合物をいう。高分子量化合物（Ａ）は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

　水溶性樹脂を用いた場合、水溶性樹脂が有する潤滑性によって、切削加工時の切削屑の排出性が向上する傾向にある。また、水溶性樹脂を用いることにより、切削加工補助潤滑材の表面硬度が適度な柔らかさとなるため、切削工具への負荷をさらに低減できる傾向にある。さらに、切削加工後に切削加工箇所に付着した樹脂成分を容易に除去することが可能である。水溶性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド－プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキレンオキサイド化合物；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール；ポリアルキレングリコールのエステル化合物；ポリアルキレングリコールのエーテル化合物；ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリプロピレングリコールモノステアレート、ポリグリセリンモノステアレート等のポリアルキレングリコールのモノステアレート化合物；水溶性ウレタン；ポリエーテル系水溶性樹脂；水溶性ポリエステル；ポリ（メタ）アクリル酸ソーダ；ポリアクリルアミド；ポリビニルピロリドン；ポリビニルアルコール；セルロース及びその誘導体等の糖類；変性ポリアミドが挙げられる。このなかでもポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリエーテル系水溶性樹脂が上記観点から好ましい。

　非水溶性樹脂を用いた場合、水溶性樹脂を用いた場合と比較して、切削加工補助潤滑材の表面硬度が高くなる傾向にある。そのため、例えば、切削加工時の切削工具の食い付き性が向上し、設計通りの位置に切削部を形成することができ、さらに、切削加工補助潤滑材の剛性が向上し、ハンドリング性が向上する。非水溶性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ウレタン系重合体；アクリル系重合体；酢酸ビニル系重合体；塩化ビニル系重合体；ポリエステル系重合体；ポリエチレンワックス、スチレン単独重合体（ＧＰＰＳ）、スチレン－ブタジエン共重合体（ＨＩＰＳ）、スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体（例えばＭＳ樹脂）などで例示されるポリスチレン系樹脂；及びそれらの共重合体などが挙げられる。

　高分子量化合物（Ａ）の重量平均分子量は、好ましくは５×１０^４以上であり、より好ましくは６×１０^４以上であり、さらに好ましくは１×１０^５以上であり、よりさらに好ましくは１．２５×１０^５以上である。また、高分子量化合物（Ａ）の重量平均分子量は、好ましくは１×１０^６以下であり、より好ましくは８×１０^５以下であり、さらに好ましくは７×１０^５以下であり、よりさらに好ましくは６×１０^５以下である。高分子量化合物（Ａ）の重量平均分子量が５×１０^４以上であることにより、成形性がより向上する。また、高分子量化合物（Ａ）の重量平均分子量が１×１０^６以下であることにより、潤滑性がより向上する。なお、高分子量化合物（Ａ）を２種以上用いる場合には、それぞれの化合物が、上記重量平均分子量を満たすことが好ましい。なお、本実施形態において、重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定することができる（以下同様とする）。

　高分子量化合物（Ａ）は、重量平均分子量が３×１０^５以上、１×１０^６以下である高分子量化合物（Ａ－１）及び／又は重量平均分子量が５×１０^４以上、３×１０^５未満である高分子量化合物（Ａ－２）を含んでもよく、高分子量化合物（Ａ－１）及び高分子量化合物（Ａ－２）を共に含むことが好ましい。高分子量化合物（Ａ－１）及び高分子量化合物（Ａ－２）を併用することにより、成形性ならびに潤滑性がより向上する傾向にある。

　高分子量化合物（Ａ－１）の重量平均分子量は、好ましくは３×１０^５以上であり、より好ましくは４×１０^５以上であり、さらに好ましくは４．５×１０^５以上であり、よりさらに好ましくは５×１０^５以上である。また、高分子量化合物（Ａ－１）の重量平均分子量は、好ましくは１×１０^６以下であり、より好ましくは８×１０^５以下であり、さらに好ましくは７×１０^５以下であり、よりさらに好ましくは６×１０^５以下である。

　切削加工補助潤滑材中の高分子量化合物（Ａ－１）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上であり、より好ましくは１０質量部以上であり、さらに好ましくは１５質量部以上である。また、切削加工補助潤滑材中の高分子量化合物（Ａ－１）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは３５質量部以下であり、より好ましくは３０質量部以下であり、さらに好ましくは２５質量部以下である。高分子量化合物（Ａ－１）の含有量が５質量部以上であることにより、成形性がより向上する傾向にある。また、高分子量化合物（Ａ－１）の含有量が３５質量部以下であることにより、潤滑性がより向上する傾向にある。

　高分子量化合物（Ａ－２）の重量平均分子量は、好ましくは５×１０^４以上であり、より好ましくは６×１０^４以上であり、さらに好ましくは１×１０^５以上であり、よりさらに好ましくは１．２５×１０^５以上である。また、高分子量化合物（Ａ－２）の重量平均分子量は、好ましくは３×１０^５未満であり、より好ましくは２．５×１０^５以下であり、より好ましくは２×１０^５以下である。

　切削加工補助潤滑材中の高分子量化合物（Ａ－２）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上であり、より好ましくは１０質量部以上であり、さらに好ましくは１５質量部以上である。また、切削加工補助潤滑材中の高分子量化合物（Ａ－２）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは３５質量部以下であり、より好ましくは３０質量部以下であり、さらに好ましくは２５質量部以下である。高分子量化合物（Ａ－２）の含有量が５質量部以上であることにより、潤滑性がより向上する傾向にある。また、高分子量化合物（Ａ－２）の含有量が３５質量部以下であることにより、成形性がより向上する傾向にある。

　切削加工補助潤滑材中の高分子量化合物（Ａ）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上であり、より好ましくは２０質量部以上であり、さらに好ましくは２５質量部以上であり、特に好ましくは３０質量部以上である。また、切削加工補助潤滑材中の高分子量化合物（Ａ）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは６０質量部以下であり、より好ましくは５５質量部以下であり、さらに好ましくは５０質量部以下である。高分子量化合物（Ａ）の含有量が１０質量部以上であることにより、潤滑性がより向上する傾向にある。また、高分子量化合物（Ａ）の含有量が６０質量部以下であることにより、成形性がより向上する傾向にある。また、高分子量化合物（Ａ）の含有量が上記範囲内であることにより、切削工具への負荷がより低減し、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。特に、高分子量化合物（Ａ）の含有量が２０質量部以上であることにより、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。

　（中分子量化合物（Ｂ））
　中分子量化合物（Ｂ）は潤滑剤として機能することができ、切削加工補助潤滑材の潤滑性を向上させ、切削面端部にできる欠け、バリ、又は層間剥離を低減という効果を発揮し得る。中分子量化合物（Ｂ）としては、重量平均分子量が１×１０^３以上、５×１０^４未満であれば、特に限定されないが、例えば、水溶性又は非水溶性の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。このなかでも、水溶性又は非水溶性の熱可塑性樹脂が好ましく、水溶性の熱可塑性樹脂がより好ましい。

　なお、水溶性又は非水溶性の熱可塑性樹脂としては、上述の水溶性樹脂及び非水溶性樹脂と同じ種類の樹脂で、重量平均分子量が前記範囲の樹脂を使用することができる。また、その他の中分子量化合物（Ｂ）としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール化合物；ポリエチレンオキサイドオレイルエーテル、ポリエチレンオキサイドセチルエーテル、ポリエチレンオキサイドステアリルエーテル、ポリエチレンオキサイドラウリルエーテル、ポリエチレンオキサイドノニルフェニルエーテル、ポリエチレンオキサイドオクチルフェニルエーテル等のポリアルキレンオキサイドのモノエーテル化合物；ポリエチレンオキサイドモノステアレート、ポリエチレンオキサイドソルビタンモノステアレート、ポリグリセリンモノステアレート等のポリアルキレンオキサイドのモノステアレート化合物；ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド－プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキレンオキサイド化合物が挙げられる。この中でも、ポリエチレンオキサイドモノステアレートが好ましい。このような中分子量化合物（Ｂ）を用いることにより、潤滑性がより向上する傾向にある。中分子量化合物（Ｂ）は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

　分子量の異なる高分子量化合物（Ａ）と中分子量化合物（Ｂ）は、各々、溶融粘度及び融点も相違し得る。このような高分子量化合物（Ａ）と中分子量化合物（Ｂ）を併用することにより、例えば、高分子量化合物（Ａ）のみを用いることにより、切削加工補助潤滑材が著しく高粘度化したり、融点が著しく高くなったりすることに起因して、切削加工補助潤滑材の成型性や潤滑性が低下することが抑制でき、また、中分子量化合物（Ｂ）のみを用いることにより、切削加工補助潤滑材が著しく低粘度化したり、融点が著しく低くなったりすることに起因して、切削加工補助潤滑材の成型性や潤滑性が低下することが抑制できる。結果として、切削工具への負荷がより低減し、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。

　中分子量化合物（Ｂ）の重量平均分子量は、好ましくは１×１０^３以上であり、より好ましくは１．２５×１０^３以上であり、さらに好ましくは１．５×１０^３以上であり、よりさらに好ましくは２×１０^３以上であり、さらにより好ましくは２．５×１０^３以上であり、特に好ましくは３×１０^３以上である。また、中分子量化合物（Ｂ）の重量平均分子量は、好ましくは５×１０^４未満であり、より好ましくは２．５×１０^４以下であり、さらに好ましくは２×１０^４以下であり、よりさらに好ましくは１×１０^４以下であり、さらにより好ましくは７．５×１０^３以下であり、特に好ましくは５×１０^３以下である。中分子量化合物（Ｂ）の重量平均分子量が１×１０^３以上であることにより、成形性がより向上する。また、中分子量化合物（Ｂ）の重量平均分子量が５×１０^４未満であることにより、潤滑性がより向上する。

　切削加工補助潤滑材中の中分子量化合物（Ｂ）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上であり、より好ましくは２０質量部以上であり、さらに好ましくは３０質量部以上である。また、切削加工補助潤滑材中の中分子量化合物（Ｂ）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは７５質量部以下であり、より好ましくは６０質量部以下であり、さらに好ましくは４５質量部以下であり、よりさらに好ましくは４０質量部以下である。中分子量化合物（Ｂ）の含有量が１０質量部以上であることにより、潤滑性がより向上する傾向にある。また、中分子量化合物（Ｂ）の含有量が７５質量部以下であることにより、成形性がより向上する傾向にある。また、中分子量化合物（Ｂ）の含有量が上記範囲内であることにより、切削工具への負荷がより低減し、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。

　（カーボン（Ｃ））
　カーボン（Ｃ）は固体潤滑剤として機能することができ、切削加工補助潤滑材の潤滑性を向上させ、切削工具の加工寿命を延ばす効果を発揮し得る。さらに、カーボン（Ｃ）は切削加工時の温度において、体積を有する固体状で存在するため、切削加工時の潤滑性を維持できる。カーボン（Ｃ）としては、特に限定されないが、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、活性炭、アセチレンブラック、カーボンブラック、コロイド黒鉛、熱分解黒鉛、膨張化黒鉛、鱗辺状黒鉛が挙げられる。この中でも、鱗片状のものが好ましい。カーボン（Ｃ）が鱗片状黒鉛を有することにより、摩耗低減性能がより向上する傾向にある。カーボン（Ｃ）は１種を単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。

　切削加工補助潤滑材を用いた切削加工、特に、連続切削加工において、カーボン（Ｃ）は、切削工具の表面や溝、及び被加工材料の切削部の内側面に付着することで潤滑性を示す。その際、カーボン（Ｃ）は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）に比べて、温度変化に伴う、体積及び硬度の変化が小さいため、切削加工を行う場合、切削工具や加工箇所の温度が上昇しても、一定の体積及び硬度を保つことができる。即ち、カーボン（Ｃ）は、切削加工を行う場合、例えば、切削工具と被加工材料との間に常在して潤滑性を高め、ベアリングのような効果を示すことができるので、切削工具の摩耗を抑制する効果がある。カーボン（Ｃ）は他の固体潤滑剤と比較して適度に高い硬度を有するため、上記ベアリング効果に優れ、潤滑性に優れる。結果として、切削工具への負荷がより低減し、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。

　カーボン（Ｃ）の平均粒子径は、好ましくは５０μｍ以上であり、より好ましくは１００μｍ以上であり、さらに好ましくは１５０μｍ以上であり、特に好ましくは２００μｍ以上である。また、カーボン（Ｃ）の平均粒子径は、好ましくは１０００μｍ以下であり、より好ましくは７５０μｍ以下であり、さらに好ましくは５００μｍ以下であり、特に好ましくは３００μｍ以下である。カーボン（Ｃ）の平均粒子径が５０μｍ以上であることにより、潤滑性ならびに成形性がより向上し、結果として、切削工具への負荷がより低減し、切削工具寿命が伸び、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。また、カーボン（Ｃ）の平均粒子径が１００μｍ以上であることにより、潤滑性ならびに成形性が更に向上し、結果として、丸鋸などの切削工具の寿命が更に伸び、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離が更に低減する傾向にある。また、カーボン（Ｃ）の平均粒子径が１０００μｍ以下であることにより、切削工具の摩耗がより抑制される傾向にある。なお、カーボン（Ｃ）を２種以上含む場合には、それぞれの平均粒子径が上記範囲を満たせばよい。

　本願明細書においてカーボン（Ｃ）の平均粒子径とは、メディアン径を指す。メディアン径とは、粒子径の累積分布曲線（個数基準）から得られる、その曲線で５０％の高さとなる粒子直径（Ｄ５０値）をいうものであり、実施例に記載の方法により測定することができる。

　切削加工補助潤滑材中のカーボン（Ｃ）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上であり、より好ましくは１５質量部以上であり、さらに好ましくは２０質量部以上であり、よりさらに好ましくは２５質量部以上であり、特に好ましくは３０質量部以上である。また、切削加工補助潤滑材中のカーボン（Ｃ）の含有量は、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは７０質量部以下であり、より好ましくは６５質量部以下であり、さらに好ましくは６０質量部以下である。カーボン（Ｃ）の含有量が５質量部以上であることにより、潤滑性がより向上する傾向にある。また、カーボン（Ｃ）の含有量が７０質量部以下であることにより、成形性がより向上する傾向にある。また、カーボン（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることにより、切削工具への負荷がより低減し、切削面端部にできるバリ、欠け、又は層間剥離がより低減する傾向にある。

　（その他の成分）
　切削加工補助潤滑材は、必要に応じて、その他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、潤滑性向上成分、形成性向上成分、可塑剤、柔軟剤、表面調整剤、レベリング剤、帯電防止剤、乳化剤、消泡剤、ワックス添加剤、カップリング剤、レオロジーコントロール剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、光安定剤、核剤、有機フィラー、無機フィラー、固体潤滑剤、熱安定化剤、着色剤などが挙げられる。

　潤滑性向上成分としては、特に限定されないが、例えば、エチレンビスステアロアミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、メチレンビスステアルアミドなどで例示されるアマイド系化合物；ラウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸などで例示される脂肪酸系化合物；ステアリン酸ブチル、オレイン酸ブチル、ラウリン酸グリコールなどで例示される脂肪酸エステル系化合物；流動パラフィン、などで例示される脂肪族炭化水素系化合物；オレイルアルコールなどで例示される高級脂肪族アルコールが挙げられ、これらのうち少なくとも１種を選択することができる。

　形成性向上成分としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性ポリイミド　が挙げられ、これらのうち少なくとも１種を選択することができる。

　可塑剤、柔軟剤を含むことにより、被加工材料（例えば、ＣＦＲＰ）曲面に切削加工補助潤滑材を配置した際に、例えば、切削加工補助潤滑材への応力や歪みが軽減されることで、切削加工補助潤滑材の割れを抑制することができ、曲面追従性がより向上する傾向にある。可塑剤、柔軟剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、ポリエステル、リン酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ化植物油、セバシン酸エステルなどが挙げられる。

　カーボン（Ｃ）以外の固体潤滑剤としては、特に限定されないが、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、モリブデン化合物、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドなどが挙げられる。

　（粘着層）
　切削加工補助潤滑材は、被加工材料と接する面に、粘着層を有していてもよい。粘着層を有することにより、切削加工補助潤滑材と被加工材料の密着性がより向上する傾向にある。

　粘着層の構成成分は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ウレタン系重合体、アクリル系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体及びそれらの共重合体が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シアネート樹脂などの樹脂が挙げられる。このなかでも、被加工材料（例えば、ＣＦＲＰ）への糊残りがなく、常温にて容易に粘着できる特性が要求されることから、アクリル系重合体が好ましく、溶剤型アクリル粘着剤及びアクリルエマルジョン型粘着剤（水系）がより好ましい。

　粘着層は、その他必要に応じて、粘着層の成分に酸化防止剤等の劣化防止剤、炭酸カルシウム、タルク、シリカ等の無機フィラーを含んでもよい。

　切削加工後に被加工材料から切削加工補助潤滑材を除去した際、被加工材料に付着する切削加工補助潤滑材及び／又は粘着層の成分の量は、被加工材料と切削加工補助潤滑材の接触部分および被加工部分の面積１ｍｍ^２当たり、好ましくは１．０×１０^－８ｇ以下であり、より好ましくは５．０×１０^－９ｇ以下である。被加工材料に付着する切削加工補助潤滑材及び／又は粘着層の成分の量の下限は、特に限定されないが、０が好ましい。ここでいう被加工部分とは、例えば、丸鋸による貫通溝形成の場合、切削溝の内部を指す。

　（厚さ）
　粘着層を除く切削加工補助潤滑材の厚さは、被加工材料を切削加工する際の切削方法、切断方法、切削加工する部分の面積や体積、切削加工する際に使用する切削工具の大きさ、被加工材料の構成、厚さなどによって適宜選択されるので、特に限定されない。このなかでも、切削加工補助潤滑材がシート状であるときの厚さは、好ましくは０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．２ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。また、切削加工補助潤滑材の厚さは、好ましくは２０ｍｍ以下であり、より好ましくは１０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは５ｍｍ以下である。切削加工補助潤滑材の厚さが０．１ｍｍ以上であることにより、十分な切削応力低減が得られる傾向にある。また、切削加工補助潤滑材の厚さが２０ｍｍ以下であることにより、切削加工を行う場合、切削工具への切削加工補助潤滑材の巻き付きが減少し、切削加工補助潤滑材における亀裂発生をより抑制できる傾向にある。

　また、切削加工補助潤滑材に含まれる樹脂が切削粉のバインダーとなることを抑制でき、切削粉が切削部にとどまることを低減できる傾向にある。これにより、切削部内部の凹凸が拡大することを抑制できる傾向にある。つまり、切削加工補助潤滑材の組成と厚さとを適正化することで、潤滑性を向上させることができ、切削加工を行う場合、切削工具溝を通じた切削粉の排出を最適化できる。また、本発明の効果をより一層得るためには、切削加工補助潤滑材の総厚さを上述した範囲内で適宜制御することが好ましく、薄い切削加工補助潤滑材を複数枚重ねて使用することも可能である。

　粘着層の厚さは特に限定されるものではなく、好ましくは０．０１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。また、粘着層の厚さは、好ましくは５ｍｍ以下であり、より好ましくは２．５ｍｍ以下である。

　切削加工補助潤滑材を構成する各層の厚さは、次のようにして測定する。まず、クロスセクションポリッシャー（日本電子データム株式会社製　ＣＲＯＳＳ-ＳＥＣＴＩＯＮ　ＰＯＬＩＳＨＥＲ　ＳＭ-０９０１０）、又はウルトラミクロトーム（Ｌｅｉｃａ社製　ＥＭ　ＵＣ７）を用いて切削加工補助潤滑材を切削加工補助潤滑材に対して垂直方向に切断する。次に、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＫＥＹＥＮＣＥ社製　ＶＥ－７８００）を用いて、切断面に対して垂直方向から切断面を観察し、切削加工補助潤滑材を構成する各層の厚さを測定する。その際、１視野に対して、５箇所の厚さを測定し、その平均値を各層の厚さとする。

　〔切削加工補助潤滑材の製造方法〕
　切削加工補助潤滑材の製造方法としては、特に制限されるものではなく、高分子材料などの樹脂と充填材（例えば、無機充填材）とを含む樹脂組成物を、シートや、丸棒の形状や角棒の形状などのブロック状態に成形する従来公知の方法を広く利用することができる。例えば、高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）を、溶媒の存在下又は溶媒の非存在下で混合し、支持体に塗布、冷却、固化させてシートを形成し、その後、支持体を除去、剥離して切削加工補助潤滑材を得る方法；高分子量化合物（Ａ）、中分子量化合物（Ｂ）、及びカーボン（Ｃ）を、溶媒存在下又は溶媒非存在下で混合し、シートの形状に押出成形して、必要に応じて延伸することにより切削加工補助潤滑材を得る方法などが挙げられる。

　切削加工補助潤滑材が前述した積層体（例えば、粘着層や保護層を有する切削加工補助潤滑シート）である場合、当該積層体を製造する方法としては、特に限定されないが、例えば、予め作製した層の少なくとも片面にもう一つの層を直接形成する方法や、予め作製した層ともう一つの層を、接着樹脂や熱によるラミネート法などで貼り合わせる方法などが挙げられる。

　また、粘着層を切削加工補助潤滑材の表面に形成する方法としては、工業的に使用される公知の方法であれば、特に限定されない。具体的には、ロール法やカーテンコート法、スプレー噴出法などで粘着層を形成する方法や、ロールやＴ－ダイ押出機等を使用し、予め所望の厚さの粘着層を形成する方法などが例示される。該粘着層の厚さは、特に限定されるものではなく、被加工材料の曲率や切削加工補助潤滑材の構成により最適な厚さを、適宜、選択できる。

　また、溶融状態の切削加工補助潤滑材を製造する場合には、樹脂と充填材とを混合して得られる樹脂組成物を切削加工補助潤滑材として用いるか、樹脂と充填材と溶媒とを混合して得られる樹脂組成物を切削加工補助潤滑材として用いる方法が挙げられる。

〔被加工材料〕
　被加工材料としては、金属、繊維強化プラスチック、セラミックス、及びこれらの複合材料からなる群より選ばれる１種以上を含むものであれば特に限定されない。

　金属としては、特に限定されないが、例えば、鉄、アルミニウム、チタン等の他、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、ジュラルミン、炭素鋼、工具鋼等の合金類が挙げられる。このなかでも、ステンレス鋼が好ましい。

　繊維強化プラスチックとしては、マトリックス樹脂と強化繊維により構成される複合材であれば特に限定されない。マトリックス樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂；ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）樹脂、ＰＡ（ポリアミド）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、メチルメタアクリレート樹脂、ポリエチレン、アクリル、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。強化繊維としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が挙げられる。また、強化繊維の形態としては、特に限定されないが、例えば、フィラメント、トウ、クロス、ブレード、チョップ、ミルドファイバー、フェルトマット、ペーパー、プリプレグ等が挙げられる。このような繊維強化プラスチックの具体例としては、特に限定されないが、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が挙げられる。このなかでも、比較的に、引張り強さ、引張り弾性力が大きく、密度が小さい炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が好ましい。繊維強化プラスチックは、その他必要に応じて、無機フィラーや有機フィラー等を含んでいてもよい。なお、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、強化繊維と、熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂と、を含む概念であり、このなかでも、強化繊維と、熱可塑性樹脂と、を含む繊維強化プラスチックは、ＦＲＴＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｔｈｅｒｍｏ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）ともいう。例えば、炭素繊維と、マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂と、を含む繊維強化プラスチックは、ＣＦＲＴＰ（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｔｈｅｒｍｏ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）という。このなかでも、被加工材料としては繊維強化プラスチック（ＣＦＲＴＰ）がより好ましい。

　セラミックスとしては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、石英、ジルコニア等の硬質酸化物の他、炭化ケイ素などの炭化物、窒化ケイ素、窒化ガリウム等の窒化物が挙げられる。また、セラミックスの形態としては特に限定されないが、単結晶、多結晶、粉末焼結体等が挙げられる。

　本実施形態の切削加工方法においては、切削加工補助潤滑材により切削時の摩擦熱の発生を軽減することができるため、比較的耐熱性に劣るＣＦＲＴＰの貫通溝形成加工において特に有効である。摩擦熱の軽減により、含浸樹脂の溶融を抑制することができるとともに、これにより発生するバリや層間剥離を軽減することができる。

　被加工材料が、繊維が密に存在する繊維強化プラスチックである場合には、繊維の切削量が多く、切削工具の刃が摩耗しやすい傾向にあるが、切削加工補助潤滑材を用いることで、切削工具の刃の摩耗を低減させることができる。また、繊維強化プラスチックを、摩耗が進行した切削工具で加工する場合、繊維を押し切る状態で切削することになるため、積層されたプリプレグ間の層間剥離が発生しやすくなり、結果として切削工具が貫通する出口部に層間剥離がさらに発生しやすくなる欠点がある。しかし、切削加工補助潤滑材を用いることで、バリ、欠け、層間剥離をより抑制できる。

　さらに、繊維強化プラスチックが、ＵＤ材である場合には、切削工具の刃が炭素繊維の束に食い込み抉る角度で進入させるときに、切削部の内壁に繊維座屈部が発生しやすい。この点、切削加工補助潤滑材を用いることで、繊維座屈を抑制し、さらに、摩擦熱による温度上昇をも抑制するので、マトリクス樹脂がガラス転移点（温度）あるいは軟化点に到達しにくくなり、炭素繊維の堅く束ねた状態を維持することができ、繊維座屈を抑制することができる。なお、「ＵＤ材」とは、繊維強化プラスチックに於いて、一方向のみに繊維を引き揃えたクロス材を使用した材料である。

〔切削物の製造方法〕
　本実施形態の切削物の製造方法は、上記の切削加工方法を含む。当該製造方法により得られる切削物は、切削面端部にできるバリ、欠けが抑制され、被加工材料が繊維強化プラスチックである場合には層間剥離をも抑制されたものとなる。

　以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を具体的に説明する。なお、下記の実施例は本発明の実施形態の一例を示したに過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔切削加工補助潤滑シートの作製〕
　高分子量化合物（Ａ）として、ポチエチレンオキサイド（アルコックスＥ－４５、明成化学工業株式会社製、重量平均分子量＝５．６×１０^５）１５質量部、ポリエチレンオキサイド（アルコックスＲ－１５０、明成化学工業株式会社製、重量平均分子量＝１．５×１０^５）１５質量部、中分子量化合物（Ｂ）として、ポリエチレンオキサイドモノステアレート（ノニオンＳ－４０、日油株式会社製、重量平均分子量＝３．５×１０^３）３５質量部、及びカーボン（Ｃ）として、黒鉛（ＸＤ１００、伊藤黒鉛工業株式会社、平均粒子径＝２５０μｍ、鱗片状）３５質量部を、１軸押出機を使用して、温度１４０℃で押出機にて成形することにより、厚さ１．０ｍｍのシートを作製した。また、厚み０．１２ｍｍの両面テープ（Ｎｏ．５３５Ａ、日東電工株式会社製）の強粘着面をこのシートの片面に貼り付けて、切削加工補助潤滑シートを作製した。

　なお、カーボン（Ｃ）の平均粒子径（メディアン径）は、カーボンをヘキサメタりん酸溶液とトリトン数滴からなる溶液に分散させ、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて、投影したカーボンの粒子それぞれの最大長さを測定する。そして、粒子径の累積分布曲線（個数基準）を算出する。その累積分布曲線（個数基準）において５０％の高さとなる粒子直径を平均粒子径とした。

　また、高分子量化合物（Ａ）及び中分子量化合物（Ｂ）の重量平均分子量は、高分子量化合物（Ａ）及び中分子量化合物（Ｂ）を０．０５％の食塩水に溶解、分散させ、ＧＰＣ（Ｇｅｌ　Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）カラムを備えた液体クロマトグラフィーを用いて、ポリエチレングリコールを標準物質として測定し、相対平均分子量として算出した。

〔実施例１〕
　作製した切削加工補助潤滑シートを、被加工材料である大きさ１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み２ｍｍのＣＦＲＴＰ板（ＢＯＮＤ　ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ社製「ＴＥＰＥＸ　ｄｙｎａｌｉｔｅ　２０２－Ｃ２００（９）／５０％，ｔ２．０ｍｍ」）の片面に貼り付けた。続いて、上記ＣＦＲＴＰ板を、切削加工補助潤滑シートが貼られた面を下側にして、直径８５ｍｍ、刃厚０．８ｍｍのディスクカッター（ホーザン株式会社製「ディスクカッター（Ｋ－２１０専用替刃）　Ｋ－２１０－３ダイヤモンド」）を備えた丸鋸（ホーザン株式会社製「卓上丸鋸盤　Ｋ－２１０」）を用いて、回転数３，５００ｒｐｍ、被加工材料送り速度６００ｍｍ／ｍｉｎの条件で、ダウンカットにより幅０．８ｍｍの貫通溝を切削面端部にバリが発生するまで形成した。結果、積算で２２，０００ｍｍの貫通溝を形成した時点で被加工材料の切削面端部にバリが発生した。

〔実施例２〕
　作製した切削加工補助潤滑シートを、被加工材料である厚み１０ｍｍのＣＦＲＰ板（茨木工業株式会社製、ＵＤ材）の表面と裏面に貼り付けた。続いて、上記ＣＦＲＰ　板を、切削加工補助潤滑シートが貼られた面を下側にして、直径３０５ｍｍ、刃厚１．０ｍｍのディスクカッターを備えた丸鋸（株式会社マキタ製「スライド丸のこ　ＬＳ１２１３」）を用いて、回転数３，２００ｒｐｍ、被加工材料送り速度１，０００ｍｍ／ｍｉｎの条件で、ダウンカットにより幅１．０ｍｍの貫通溝を切削面端部にバリが発生するまで形成した。結果、積算で４，０００ｍｍの貫通溝を形成した時点で被加工材料の切削面端部にバリは発生した。

〔比較例１〕
　切削加工補助潤滑シートを用いなかった以外は実施例１と同様にして、切削加工を行った。結果、積算で１０ｍｍの貫通溝を形成した時点で被加工材料の切削面端部にバリが発生した。加えて、バリが発生した状態でさらに切削加工を継続したところ、積算で１５０ｍｍ（バリ発生から１４０ｍｍ）の貫通溝を形成した時点で切削加工の継続が不可能な状態となった。

〔比較例２〕
　切削加工補助潤滑シートを用いなかった以外は実施例２と同様にして、切削加工を行った。結果、積算で１，０００ｍｍの貫通溝を形成した時点で被加工材料の切削面端部にバリが発生した。

　上記の結果から、難切削材に貫通溝を形成する加工を施す際、切削加工補助潤滑シートを用いることにより、高品質な切削面を得ることができ、かつ、切削工具の摩耗が顕著に抑制されることが示された。

　本出願は、２０１６年２月１７日に日本国特許庁へ出願された日本特許出願（特願２０１６－０２８２４９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明の切削加工方法は、被加工材料、特に難切削材の切削加工において、その加工品質を向上させ、加工コストを低下させるものとして、産業上の利用可能性を有する。

Claims

　切削加工補助潤滑材を、切削工具及び／又は被加工材料の被加工部分に接触させながら、前記切削工具により前記被加工材料を切削し、前記被加工材料の表面と裏面を貫通する貫通溝を形成する切削加工工程を有し、
　前記被加工材料が、金属、繊維強化プラスチック、セラミックス、及びこれらの複合材料からなる群より選ばれる１種以上を含む、
　切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材を、前記被加工材料の側面であって、前記貫通溝の切削加工起点となるべき部分に、予め密着させる密着工程を有する、
　請求項１に記載の切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材を、前記被加工材料の前記表面及び／又は前記裏面であって、前記貫通溝が形成される部分を覆うように、予め密着させる密着工程を有する、
　請求項１又は２に記載の切削加工方法。
　前記切削工具が丸鋸である、
　請求項１～３のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材を、前記被加工材料の前記表面又は前記裏面であって、回転した前記丸鋸の刃の出口となるべき部分を覆うように、予め密着させる密着工程を有する、
　請求項４に記載の切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材が、
　重量平均分子量が５×１０^４以上、１×１０^６以下である高分子量化合物（Ａ）と、
　重量平均分子量が１×１０^３以上、５×１０^４未満である中分子量化合物（Ｂ）と、
　平均粒子径が１００μｍ以上であるカーボン（Ｃ）と、を含有する、
　請求項１～５のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記カーボン（Ｃ）の形状が、鱗片状のものである、
　請求項６に記載の切削加工方法。
　前記高分子量化合物（Ａ）が、重量平均分子量が５×１０^４以上、１×１０^６以下の熱可塑性樹脂を含み、
　前記中分子量化合物（Ｂ）が、重量平均分子量が１×１０^３以上、２×１０^４以下の熱可塑性樹脂を含む、
　請求項６又は７に記載の切削加工方法。
　前記高分子量化合物（Ａ）が、水溶性熱可塑性樹脂及び／又は非水溶性熱可塑性樹脂を含み、
　前記水溶性熱可塑性樹脂が、ポリアルキレンオキサイド化合物、ポリアルキレングリコール化合物、ポリアルキレングリコールのエステル化合物、ポリアルキレングリコールのエーテル化合物、ポリアルキレングリコールのモノステアレート化合物、水溶性ウレタン、ポリエーテル系水溶性樹脂、水溶性ポリエステル、ポリ（メタ）アクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、糖類、及び変性ポリアミドからなる群より選ばれる１種以上であり、
　前記非水溶性熱可塑性樹脂が、ウレタン系重合体、アクリル系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリスチレン系樹脂、及びそれらの共重合体からなる群より選ばれる１種以上である、
　請求項６～８のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記中分子量化合物（Ｂ）が、ポリアルキレングリコール化合物、ポリアルキレンオキサイドのモノエーテル化合物、ポリアルキレンオキサイドのモノステアレート化合物、ポリアルキレンオキサイド化合物からなる群より選ばれる１種以上である、
　請求項６～９のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材において、
　前記高分子量化合物（Ａ）の含有量が、前記高分子量化合物（Ａ）、前記中分子量化合物（Ｂ）、及び前記カーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、２０～６０質量部であり、
　前記中分子量化合物（Ｂ）の含有量が、前記高分子量化合物（Ａ）、前記中分子量化合物（Ｂ）、及び前記カーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、１０～７５質量部であり、
　前記カーボン（Ｃ）の含有量が、前記高分子量化合物（Ａ）、前記中分子量化合物（Ｂ）、及び前記カーボン（Ｃ）の合計１００質量部に対して、５～７０質量部である、
　請求項６～１０のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材が、０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の厚さを有する切削加工補助潤滑シートである、
　請求項１～１１のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記切削加工補助潤滑材が、前記被加工材料と接する面に、粘着層を有する、
　請求項１～１２のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記粘着層が、アクリル系重合体を含む、
　請求項１３に記載の切削加工方法。
　前記被加工材料が、ステンレス鋼、炭素繊維強化プラスチック、及びこれらを含む複合材料からなる群より選ばれる１種以上である、
　請求項１～１４のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　前記被加工材料が、マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化プラスチックである、
　請求項１～１５のいずれか一項に記載の切削加工方法。
　請求項１～１６のいずれか一項に記載の切削加工方法を含む、
　切削物の製造方法。