(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイカスト鋳造に用いられる水性離型剤組成物であって、
シリカと、アルカリ化合物と、水とからなるコロイドシリカ、
潤滑性を向上させるためのシリコーン油、
鉱物油からなる潤滑油、
該潤滑油及び前記シリコーン油を乳化するノニオン界面活性剤、
有機モリブデン化合物からなる潤滑剤、及び、
有機亜鉛化合物からなる潤滑補助剤、を含有し、
前記シリカの粒子径が１０〜２０ｎｍである水性離型剤組成物。
【請求項２】
前記シリカの表面の少なくとも一部がアルミニウムでコーティングされたものである請求項１記載の水性離型剤組成物。
【請求項３】
前記ノニオン界面活性剤のＨＬＢが７〜１４である請求項１又は２に記載の水性離型剤組成物。
【請求項４】
前記ノニオン界面活性剤がポリエチレンアルキルエーテルであり、
該ポリエチレンアルキルエーテルのアルキル基の炭素数が１２〜２２である請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性離型剤組成物。
【請求項５】
前記有機モリブデン化合物が、モリブデンジチオカーバメイト、モリブデンジチオフォスフェート及びモリブデン−アミン錯体からなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１〜４のいずれか１項に記載の水性離型剤組成物。
【請求項６】
前記有機モリブデン化合物がモリブデン原子及び硫黄原子を含み、
該有機モリブデン化合物１分子量辺りの前記モリブデン原子の含有量が４．５質量％以下であり、前記硫黄原子の含有量が５質量％以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の水性離型剤組成物。
【請求項７】
テトラアルキルアンモニウム塩であるカチオン界面活性剤、又は、アルキルサルフェートであるアニオン界面活性剤を更に含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の水性離型剤組成物。
【請求項８】
前記潤滑補助剤がジアルキルジチオリン酸亜鉛である請求項１〜７のいずれか１項に記載の水性離型剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性離型剤組成物に関し、更に詳しくは、離型性に優れ、焼付きも抑制できる水性離型剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト鋳造は、ダイカスト金型に、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の溶融合金を高温で圧入し、鋳物を生産する鋳造方式である。
ダイカスト鋳造においては、一般に、鋳物をダイカスト金型から型抜きし易くするために、ダイカスト金型の内面に離型剤が付与される。
【０００３】
ところで、かかる離型剤としては、油性離型剤と水性離型剤とが知られている。
油性離型剤は、離型性が優れるものの、引火性であり悪臭も発生するので、作業環境の面で問題がある。
近年、かかる作業環境の観点から、水性離型剤が注目されている。水性離型剤は、一般に、油と潤滑剤と水とを界面活性剤で乳化させた構造を有する。
【０００４】
例えば、水性離型剤としては、天然油及び合成油を界面活性剤で乳化させた水性離型剤（例えば、特許文献１参照）、油の中でも潤滑性が優れるシリコーンオイルを用いた水性離型剤（例えば、特許文献２〜５参照）、潤滑剤として、酸化アルミニウム等の金属酸化物を配合した水性離型剤（例えば、特許文献６及び７）、シリコーンオイル、固体潤滑剤、有機バインダー、分散剤及び水を含む水性離型剤（例えば、特許文献８参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６２３８０号公報
【特許文献２】特開平１１−２７７２１１号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９７８７号公報
【特許文献４】特開２００４−９１５６６号公報
【特許文献５】特開２００５−５４０９０号公報
【特許文献６】特開２００１−７１０９２号公報
【特許文献７】特開２００５−２５４２５６号公報
【特許文献８】特開２００２−２８２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜８に記載の水性離型剤は、いずれも離型性が不十分である。このため、鋳物の鋳肌が滑らかにならない。また、ダイカスト金型と鋳物との接触面においては、水性離型剤の焼付きが生じる問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、離型性に優れ、焼付きも抑制できる水性離型剤組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、アルカリ化合物と水とからなるコロイド液に分散させるとコロイドシリカとなるシリカを含有させることにより、意外にも、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、（１）ダイカスト鋳造に用いられる水性離型剤組成物であって、シリカと、アルカリ化合物と、水とからなるコロイドシリカ、潤滑性を向上させるためのシリコーン油、鉱物油からなる潤滑油、該潤滑油及び前記シリコーン油を乳化するノニオン界面活性剤、有機モリブデン化合物からなる潤滑剤、及び、有機亜鉛化合物からなる潤滑補助剤、を含有し、シリカの粒子径が１０〜２０ｎｍである水性離型剤組成物に存する。
【００１０】
本発明は、（２）シリカの表面の少なくとも一部がアルミニウムでコーティングされたものである上記（１）記載の水性離型剤組成物に存する。
【００１３】
本発明は、（３）ノニオン界面活性剤のＨＬＢが７〜１４である上記（１）又は（２）に記載の水性離型剤組成物に存する。
【００１４】
本発明は、（４）ノニオン界面活性剤がポリエチレンアルキルエーテルであり、該ポリエチレンアルキルエーテルのアルキル基の炭素数が１２〜２２である上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の水性離型剤組成物に存する。
【００１５】
本発明は、（５）有機モリブデン化合物が、モリブデンジチオカーバメイト、モリブデンジチオフォスフェート及びモリブデン−アミン錯体からなる群より選ばれる少なくとも一つである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の水性離型剤組成物に存する。
【００１６】
本発明は、（６）有機モリブデン化合物がモリブデン原子及び硫黄原子を含み、該有機モリブデン化合物１分子量辺りのモリブデン原子の含有量が４．５質量％以下であり、硫黄原子の含有量が５質量％以下である上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の水性離型剤組成物に存する。
【００１７】
本発明は、（７）テトラアルキルアンモニウム塩であるカチオン界面活性剤、又は、アルキルサルフェートであるアニオン界面活性剤を更に含む上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の水性離型剤組成物に存する。
【００１８】
本発明は、（８）潤滑補助剤がジアルキルジチオリン酸亜鉛である上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の水性離型剤組成物に存する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の水性離型剤組成物においては、粒子径が１０〜２０ｎｍのシリカをコロイドシリカにして含有させることにより、離型性が極めて向上する。特に、シリカは、耐熱性に優れるので、ダイカスト金型が高温の場合に効果的である。このとき、鋳物の鋳肌も滑らかとなる。なお、本発明において「離型性」とは、鋳物のダイカスト金型からの離れ易さの度合いを意味し、「鋳肌」とは、鋳物の表面を意味する。
また、コロイドシリカを含有させることにより、たとえダイカスト金型が高温であっても、水性離型剤組成物の鋳物への焼付きを防止でき、且つ、鋳物の着色も抑制できる。
【００２０】
本発明の水性離型剤組成物においては、潤滑性を向上させるための潤滑油及び／又はシリコーン油を更に含有させることにより、ダイカスト金型の潤滑性を向上させることができると共に、シリカの添加量を低減させることができる。これにより、ダイカスト金型が過剰に加えたシリカによって白くなることを抑制できる。
【００２１】
このとき、ノニオン界面活性剤を含有させることが好ましい。この場合、潤滑油及び／又はシリコーン油を確実に乳化させることができる。なお、ノニオン界面活性剤のＨＬＢが７〜１４であると、乳化安定性がより向上する。
【００２２】
本発明の水性離型剤組成物においては、有機モリブデン化合物からなる潤滑剤を更に含有する場合、ダイカスト金型への潤滑性がより向上し、これに加え、有機亜鉛化合物からなる潤滑補助剤を更に含有する場合、潤滑剤に基づく潤滑性がより一層向上する。これにより、鋳物及びダイカスト金型の離型性が更に優れるものとなる。
【００２３】
ここで、上記水性離型剤組成物においては、有機モリブデン化合物のモリブデン原子の含有量が４．５質量％以下であり、硫黄原子の含有量が５質量％以下である場合、二硫化モリブデンによる着色の発生を極力少なくすることができ、悪臭の発生も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１の（ａ）〜（ｃ）は、実施例における離型性試験の概要を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
本実施形態に係る水性離型剤組成物は、コロイドシリカと、潤滑性を向上させるためのシリコーン油と、鉱物油からなる潤滑油と、該潤滑油及びシリコーン油を乳化するノニオン界面活性剤と、有機モリブデン化合物からなる潤滑剤と、有機亜鉛化合物からなる潤滑補助剤と、水と、を含有する。
【００２７】
水性離型剤組成物は、コロイドシリカを含有するため、鋳物の離型性が極めて向上する。
また、潤滑性を向上させるシリコーン油及び潤滑油を含有するので、コロイドシリカに含まれるシリカの添加量を低減させた場合でも、十分に離型性が優れる。すなわち、ダイカスト金型が低温の場合は、シリコーン油及び潤滑油が鋳物の離型性をより向上させる。なお、ダイカスト金型の温度に関わらず、シリカは鋳物の離型性を向上させる。
さらに、水性離型剤組成物は、潤滑剤及び潤滑補助剤を含有するので、鋳物の離型性がより一層向上する。
【００２８】
以下、各成分について更に詳細に説明する。
（コロイドシリカ）
まず、本発明において、水性離型剤組成物に含まれるコロイドシリカとは、無色透明であり、シリカと、アルカリ化合物と、水とからなる。すなわち、シリカと、アルカリ化合物及び水からなるコロイド液とからなる。なお、本発明で用いられるシリカは、白色の粉末状であり、コロイド液に分散させることによりコロイド状となる。
【００２９】
ここで、シリカは、鋳物の離型性を向上させる。特に、ダイカスト金型の温度が３５０℃以上の状態でダイカスト鋳造する場合、効果的である。このとき、離型後の鋳物の鋳肌も極めて滑らかとなる。
また、シリカをコロイド液に分散させてコロイドシリカとすることにより、経時的に沈殿等が発生することを防止できる。
さらに、シリカは、耐熱性に優れるので、ダイカスト金型が高温であっても、水性離型剤組成物の鋳物への焼付きを防止でき、且つ、鋳物の着色も抑制できる。
【００３０】
上記水性離型剤組成物に用いられるシリカは、粒子径が１０〜２０ｎｍである。粒子径が１０ｎｍ未満であると、凝集しやすくなり、粒子径が２０ｎｍを超えると、鋳物の表面にザラつきが生じる場合がある。
【００３１】
シリカは、例えば、表面の少なくとも一部がアルミニウムでコーティングされたものであることが好ましい。この場合、媒体である水のｐＨが多少変化した場合であっても、安定してコロイド状態を保つことが可能となる。なお、このときのシリカのｐＨは、８．０〜９．０であることが好ましい。
【００３２】
シリカは、２０℃における比重が１．１〜１．２であることが好ましい。比重が１．１未満であると、比重が上記範囲内にある場合と比較して、コロイド状態とするのに時間がかかる欠点があり、比重が１．２を超えると、比重が上記範囲内にある場合と比較して、安定したコロイド状態が保てなくなる場合がある。
【００３３】
コロイド液は、アルカリ化合物を水に溶解させることにより得られる。
ここで、アルカリ化合物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等が挙げられる。なお、コロイド液中のアルカリ化合物の含有量は、後述するｐＨにあわせて調整される。例えば、約０．２質量％であればよい。
【００３４】
そして、得られるコロイドシリカは、ｐＨを５〜１１に調整されたものであることが好ましい。これにより、シリカは、経時的に沈殿することなく、安定したコロイド状となる。
【００３５】
（シリコーン油）
水性離型剤組成物に含まれるシリコーン油は、ダイカスト金型の潤滑性を向上させる。特に、ダイカスト金型の温度が３５０℃より低い状態でダイカスト鋳造する場合、離型性をより向上させることができる。
このことにより、シリカの添加量を低減させることができるので、シリカの多量付与に基づいて、ダイカスト金型が白くなることを抑制できる。
【００３６】
かかるシリコーン油としては、ジメチルシリコーン油、メチルフェニルシリコーン油、メチル水素シリコーン油等のストレートシリコーン油、アミノ変性シリコーン油等の変性シリコーン油等が挙げられる。これらは単独で用いても、複数を混合して用いてもよい。
【００３７】
（潤滑油）
水性離型剤組成物に含まれる潤滑油は、鉱物油からなる。かかる鉱物油は、シリコーン油と同様に、ダイカスト金型の潤滑性を向上させる。特に、ダイカスト金型の温度が３５０℃より低い状態でダイカスト鋳造する場合、離型性をより向上させることができる。
このことにより、シリカの添加量を低減させることができるので、シリカの多量付与に基づいて、ダイカスト金型が白くなることを抑制できる。
【００３８】
かかる鉱物油としては、石油等の鉱物質の油から分留等して得られるものであれば特に限定されない。例えば、いわゆるエンジン油、マシン油、タービン油、シリンダー油、ピストン油、スピンドル油、ギアー油等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いても、複数を混合して用いてもよい。
【００３９】
潤滑油は、高引火点の鉱物油からなる高引火点油、及び、低引火点の鉱物油からなる低引火点油を混合したものであることが好ましい。なお、高引火点油は、引火点が３００〜４００℃であることが好ましく、３２０〜３５０℃であることが好ましい。また、低引火点油は、引火点が２００〜３００℃あることが好ましく、２５０〜３００℃であることがより好ましい。これらの場合、２００〜４００℃でのダイカスト鋳造における離型性がより一層向上する。
【００４０】
また、潤滑油（鉱物油）には、合成油を含有させることが好ましい。この場合、鉱物油の乳化がスムーズに進行する。
かかる合成油としては、例えば、マレイン酸エステル等の脂肪酸エステルが用いられる。
【００４１】
（ノニオン界面活性剤）
水性離型剤組成物に含まれるノニオン界面活性剤は、上述したシリコーン油及び潤滑油を乳化させる機能を発揮する。また、潤滑剤、潤滑補助剤が含まれている場合は、潤滑剤、潤滑補助剤を分散させる機能も発揮する。
【００４２】
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が挙げられる。これらは単独で用いても、複数を混合して用いてもよい。
これらの中でも、ノニオン界面活性剤は、乳化性の観点から、ポリエチレンアルキルエーテルであることが好ましく、ポリエチレンアルキルエーテルの中でも、アルキル基の炭素数は、１２〜２２であることがより好ましく、炭素数１８であるポリオキシエチレンオレイルエーテルであることが更に好ましい。
【００４３】
ノニオン界面活性剤のＨＬＢは、７〜１４であり、１０〜１４であることが好ましい。
ＨＬＢが７未満、又は、１４を超えると、上述した潤滑剤、シリコーン油の乳化が不均一となり、又は、潤滑剤、潤滑補助剤の分散性が不安定になる場合がある。なお、複数のノニオン界面活性剤を混合させる場合は、混合したノニオン界面活性剤全体のＨＬＢが上記範囲内になるように調整する。
【００４４】
ノニオン界面活性剤のトラウベ法に基づく表面張力は、０．１％溶液とした場合、４０ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。
また、ノニオン界面活性剤のトラウベ法に基づく界面張力は、ケロシン０．１％溶液に対して、１５ｍＮ／ｍ以上（２５℃）であることが好ましい。表面張力又は界面張力が低すぎると、噴霧装置で噴霧する場合に噴霧口から液ダレが生じる恐れがある。
【００４５】
上記ノニオン界面活性剤には、必要に応じて、テトラアルキルアンモニウム塩等のカチオン界面活性剤やアルキルサルフェート等のアニオン界面活性剤を併用させてもよい。
【００４６】
（潤滑剤）
水性離型剤組成物に含まれる潤滑剤は、有機モリブデン化合物からなる。
有機モリブデン化合物からなる潤滑剤は、温度に関わらず、潤滑性を向上させるという機能を発揮する。すなわち、上述した潤滑油又は後述するシリコーン油は、温度によって潤滑性が影響され易いが、有機モリブデン化合物からなる潤滑剤は、シリカと同様に温度に影響され難い。
【００４７】
有機モリブデン化合物は、モリブデンジチオカーバメイト、モリブデンジチオフォスフェート及びモリブデン−アミン錯体（モリブデン酸ジアルキルアミン塩等）からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。これらの中でも、有機モリブデン化合物は、潤滑性、耐腐食性の観点から、モリブデンジチオカーバメイトであることが好ましい。なお、これらの有機モリブデン化合物は、無機物である二硫化モリブデンとは異なる。このため、二硫化モリブデンのように経時的に沈殿が発生することを防止できる。
【００４８】
有機モリブデン化合物は、モリブデン原子及び硫黄原子を含み、有機モリブデン化合物１分子量辺りのモリブデン原子の含有量が４．５質量％以下であり、硫黄原子の含有量が５質量％以下であることが好ましい。
モリブデン原子の含有量が４．５質量％を超えると、含有量が上記範囲内にある場合と比較して、ダイカスト金型の表面に二硫化モリブデンの着色を形成する恐れがあり、硫黄原子の含有量が５質量％を超えると、含有量が上記範囲内にある場合と比較して、悪臭がする恐れがある。
【００４９】
（潤滑補助剤）
水性離型剤組成物に含まれる潤滑補助剤は、有機亜鉛化合物からなる。
有機亜鉛化合物からなる潤滑補助剤は、有機モリブデン化合物の潤滑性を向上させる。このため、潤滑剤及び潤滑補助剤を含む水性離型剤組成物は、鋳物及びダイカスト金型間の潤滑剤に基づく潤滑性が更に向上し、離型性が極めて向上する。
【００５０】
潤滑補助剤としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。なお、ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、酸化性物質を不活性化する機能も発揮し、潤滑油やシリコーン油の酸化を抑制する。
【００５１】
次に、各成分の配合割合について説明する。
水性離型剤組成物において、シリカの配合割合は０．５〜２０質量％であり、１〜８質量％であることがより好ましい。シリカの配合割合が０．５質量％未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、シリカを加えることによるメリットを十分に発揮できない。また、配合割合が２０質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、ダイカスト金型に余分なシリカが付着する場合がある。
【００５２】
水性離型剤組成物において、シリコーン油の有効成分の配合割合は、５〜２０質量％であることが好ましい。なお、有効成分とは、シリコーン油が液体である場合、その液体成分を意味し、シリコーン油が固体である場合、その固体成分を意味する。
シリコーン油の配合割合が５質量％未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、潤滑性の向上が殆ど認められない。また、配合割合が２０質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、効果の向上が認められなくなる。
【００５３】
水性離型剤組成物において、潤滑油の配合割合は１〜４０質量％であり、１０〜３０質量％であることが好ましい。潤滑油の配合割合が１質量％未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、潤滑性が不十分であり焼付きが生じ易くなる。また、配合割合が４０質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、鋳物の着色が生じる場合がある。また、高粘度となるため、例えば、スプレー等で付与する場合、ノズルが詰まりやすい。
【００５４】
また、潤滑油が高引火点油と低引火点油とからなる場合、高引火点油の配合割合は０〜２０質量％であり、５〜１５質量％であることが好ましい。高引火点油の配合割合が２０質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、鋳物の表面が着色する恐れがある。なお、高引火点油の配合割合が０質量％とは、高引火点油が含まれていない状態を意味する。
一方、低引火点油の配合割合は１〜２０質量％であり、５〜１５質量％であることが好ましい。
【００５５】
水性離型剤組成物において、ノニオン界面活性剤の配合割合は、３〜１０質量％であることが好ましい。
ノニオン界面活性剤の配合割合が３質量％未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、乳化が不十分となる場合がある。また、配合割合が１０質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、乳化性はかわらないが、泡が発生しやすくなる傾向にある。
【００５６】
水性離型剤組成物において、潤滑剤の配合割合は０．１〜２質量％であり、０．５〜１．５質量％であることがより好ましい。潤滑剤の配合割合が０．１質量％未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、十分な離型性を得ることができない。また、配合割合が２質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、ダイカスト金型において、有機モリブデン化合物が不溶性の二硫化モリブデンに変化し、ダイカスト金型の表面が着色する恐れがある。
【００５７】
水性離型剤組成物において、潤滑補助剤の配合割合は０．０１〜０．０５質量％であることがより好ましい。潤滑補助剤の配合割合が０．０１質量％未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、有機モリブデン化合物の潤滑性の十分な向上が認められない。また、配合割合が０．０５質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、有機モリブデン化合物の潤滑性が向上しなくなる。
【００５８】
水性離型剤組成物においては、水の配合割合は、９０質量％以下であることが好ましく、噴霧性の観点から、５０〜９０質量％であることがより好ましい。
水の配合割合が９０質量％を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、いわゆるライデンフロスト現象が生じやすくなる。また、水性離型剤組成物がダイカスト金型に付着しにくくなる。
【００５９】
本実施形態に係る水性離型剤組成物には、添加剤が含まれていてもよい。
かかる添加剤としては、防カビ剤、油性剤、氷結防止剤、防腐剤、皮膜形成剤、極圧剤、酸化防止剤、摩耗防止剤、防錆剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤等が挙げられる。
【００６０】
ここで、水性離型剤組成物に防カビ剤が添加されていると、カビの発生が抑制されるので、長期間の保存が可能となる。
防カビ剤としては、ｏ−フェニルフェノール、２，３，４，６−テトラクロロフェノール、ｏ−ベンジル−ｐ−クロロフェノール、ｐ−ヒドロキシ安息香酸メチル等が挙げられる。
防カビ剤を添加する場合、防カビ剤の配合割合は０．１〜１質量％であることが好ましい。
【００６１】
水性離型剤組成物に油性剤が添加されていると、ダイカスト金型への付着性がより一層向上する。
油性剤としては、ヤシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸や、ソルビタンモノオレート、グリセリンステアリン酸エステル、グリセリンオレイン酸エステル等のピンタード脂肪酸エステル、その他、トリメリット酸エステル、アジピン酸系ポリエステル等が挙げられる。これらは単独で用いても、複数を混合し乳化して用いてもよい。
油性剤を添加する場合、油性剤の配合割合は０．５〜１５質量％であることが好ましい。
【００６２】
水性離型剤組成物に氷結防止剤が添加されていると、寒冷地での氷結を抑制できる。
氷結防止剤としては、エタノール、エチルジグリコール、メチルジグリコール、イソプロピレングリコール等が挙げられる。
氷結防止剤を添加する場合、氷結防止剤の配合割合は２〜４質量％であることが好ましい。
【００６３】
水性離型剤組成物に防腐剤が添加されていると、高温多湿の環境下、腐敗することを抑制できる。
防腐剤としては、アルコール、グリコール等が挙げられる。
防腐剤を添加する場合、防腐剤の配合割合は約０．２質量％であることが好ましい。
【００６４】
上記皮膜形成剤としては、カルナバワックス、蜜蝋、木蝋、モンタンワックス、マイクロワックス、パラフィンワックス等のワックス、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂、菜種油、ヒマシ油、大豆油、パーム油、ヤシ油、牛脂、豚脂等の油脂が挙げられる。これらは単独で用いても、複数を混合し乳化して用いてもよい。これらの中でも、ポリエチレン樹脂を用いることが好ましく、該ポリエチレン樹脂の重合度が約４０００であるとより好ましい。
上記極圧剤としては、リン酸エステル等が挙げられる。
【００６５】
本実施形態に係る水性離型剤組成物は、鉱物油と、潤滑剤と、潤滑助剤と、シリコーン油と、ノニオン界面活性剤とを混合し、６０〜９０℃に加熱溶解させ、攪拌しながら、熱湯を加えて乳化した乳化液とする。
次いで、乳化液を室温に戻し、これに、シリカをコロイド液（アルカリ化合物＋水）に分散させたコロイドシリカを加え撹拌することにより、水性離型剤組成物が得られる。
【００６６】
ここで、上記熱湯は、水道水、工業用水、純水等を６０〜９０℃に温めたものであることが好ましい。この場合、乳化し易くなる。
また、乳化は、公知のホモジナイザー、コロイドミル、プラネタリーミキサー等の乳化装置を用いて行われる。
【００６７】
こうして得られる水性離型剤組成物は、２０℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。この場合、人手によらず、噴射装置でダイカスト金型に噴霧することができる。
【００６８】
また、水性離型剤組成物は、ｐＨが７〜９であることが好ましい。ｐＨが酸側又はアルカリ側に偏ると、ダイカスト金型や鋳物を腐食させる場合がある。また、水性離型剤組成物におけるシリカのコロイド状態が不安定になり、シリカの沈殿等が生じる恐れがある。
【００６９】
本実施形態に係る水性離型剤組成物は、ダイカスト鋳造において、ダイカスト金型に付与して用いられる。特に、ダイカスト金型の温度が２００〜４００℃である場合に離型剤として好適に用いられる。
このとき、水性離型剤組成物の付与方法としては、特に限定されないが、例えば、スプレー方式、シャワー方式、インクジェット方式等が挙げられる。
【００７０】
水性離型剤組成物の付与方法においては、ダイカスト金型へ原液のまま塗布すればよい。このとき、ダイカスト金型への塗布量は、従来と比べて少量であり、０．３〜０．５ｍｌ／ｍ２であれば、十分な離型性を発揮することができる。なお、従来の水性離型剤は、２０〜５０ｍｌ／ｍ２の付与が必要である。
塗布量が０．３ｍｌ／ｍ２未満であると、塗布量が上記範囲内にある場合と比較して、十分な離型性が得られない場合があり、塗布量が０．５ｍｌ／ｍ２を超えても、塗布量が上記範囲内にある場合と比較して、離型性の向上が認められない。
また、水の使用量がすくないため、上記水性離型剤組成物の付与方法は、ライデンフロスト現象の発生が抑制されるという利点を有する。
【００７１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００７２】
例えば、本実施形態に係る水性離型剤組成物は、コロイドシリカに加え、鉱物油からなる潤滑油と、該潤滑油を乳化するノニオン界面活性剤と、潤滑性を向上させるためのシリコーン油と、有機モリブデン化合物からなる潤滑剤と、有機亜鉛化合物からなる潤滑補助剤と、を含んでいるが、必ずしもこれらを含む必要はない。すなわち、本発明の水性離型剤組成物は、コロイドシリカを含有するものであればよい。
【００７３】
本実施形態に係る水性離型剤組成物は、ダイカスト鋳造用の離型剤として用いられているが、切削油、圧延油、ピストン用プランジャ油、プレス加工油、合成樹脂成型用離型剤等として用いることも可能である。
【実施例】
【００７４】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７５】
（実施例１）
引火点が２８６℃である低引火点油（潤滑油）１０質量％と、引火点が３２０℃である高引火点油（潤滑油）１０質量％と、マレイン酸エステル（合成油）３質量％と、モリブデンジチオフォスフェート（潤滑剤）０．５質量％と、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（潤滑補助剤）０．０３質量％と、シリコーン油５質量％と、ポリオキシエチレンオレイルエーテル（ノニオン界面活性剤、ＨＬＢ１２）５質量％とを混合し、これに８０℃の温水に加え、ホモジナイザーで撹拌して乳化させることにより乳化液を得た。
一方、粒子径１０〜２０ｎｍのシリカ（固形分）を水酸化ナトリウムが０．５質量％含まれた水に加え、コロイドシリカ（固形分２０質量％）を得た。
次いで、乳化液の温度を室温に戻し、これにコロイドシリカ１０質量％を撹拌しながら加え、さらに、エチルジグリコール（氷結防止剤）３質量％を加えることにより水性離型剤組成物を得た。なお、上記温水の配合割合は、全量が１００質量％となるように調整した量である。また、モリブデンジチオフォスフェートのモリブデン原子の含有量は４．５質量％以下であり、硫黄原子の含有量は５質量％以下であった。
【００７６】
（実施例２）
高引火点油を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００７７】
（実施例３）
高引火点油と、潤滑剤及び潤滑補助材とを用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００７８】
（実施例４）
低引火点油及び高引火点油を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００７９】
（実施例５）
固形分２０質量％のコロイドシリカの配合割合を２．５質量％（固形分０．５質量％）とし、シリコーン油の配合割合を１０質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８０】
（実施例６）
固形分２０質量％のコロイドシリカの配合割合を５質量％（固形分１質量％）とし、シリコーン油の配合割合を１０質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８１】
（実施例７）
固形分２０質量％のコロイドシリカの配合割合を４０質量％（固形分８質量％）とし、シリコーン油の配合割合を１０質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８２】
（実施例８）
固形分２０質量％のコロイドシリカの配合割合を４５質量％（固形分９質量％）とし、シリコーン油の配合割合を１０質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８３】
（実施例９）
粒子径１０〜２０ｎｍのシリカ（固形分）を水酸化ナトリウムが０．５質量％含まれた水に加え、固形分５０質量％のコロイドシリカを得た。
固形分２０質量％のコロイドシリカの代わりに、固形分５０質量％のコロイドシリカを用いた。そして、固形分５０質量％のコロイドシリカの配合割合を４０質量％（固形分２０質量％）とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８４】
（実施例１０）
粒子径１０〜２０ｎｍのシリカ（固形分）を水酸化ナトリウムが０．５質量％含まれた水に加え、固形分５０質量％のコロイドシリカを得た。
固形分２０質量％のコロイドシリカの代わりに、固形分５０質量％のコロイドシリカを用いた。そして、固形分５０質量％のコロイドシリカの配合割合を４４質量％（固形分２２質量％）とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８５】
（実施例１１）
シリコーン油の配合割合を４質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８６】
（実施例１２）
シリコーン油の配合割合を２０質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８７】
（実施例１３）
シリコーン油の配合割合を２２質量％とし、低引火点油、高引火点油、潤滑剤及び潤滑補助材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００８８】
（実施例１４）
モリブデンジチオフォスフェートの代わりにモリブデンジチオカーバメイトを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。なお、モリブデンジチオカーバメイトのモリブデン原子の含有量は４．５質量％以下であり、硫黄原子の含有量は５質量％以下であった。
【００８９】
（比較例１）
粒子径が４０〜５０ｎｍのシリカを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００９０】
（比較例２）
コロイドシリカを用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００９１】
（比較例３）
粒子径が８ｎｍ（１０ｎｍ未満）のシリカを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００９２】
（比較例４）
コロイドシリカ及びシリコーン油を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００９３】
（比較例５）
コロイドシリカ及び高引火点油を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水性離型剤組成物を得た。
【００９４】
（評価１）
実施例１〜１４及び比較例１〜５で得られた水性離型剤組成物に対して、離型性試験を施した。
図１の（ａ）〜（ｃ）は、離型性試験の概要を説明するための図である。
まず、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ１６ｍｍの鉄板１を準備し、所定の温度に加熱した後、実施例１〜１４及び比較例１〜５で得られた水性離型剤組成物をスプレーにて付与し、水性離型剤組成物による離型層２を形成した。
その後、図１の（ａ）に示すように、離型層２上に、直径９．５ｍｍ、高さ２０ｍｍのリング３を載置し、その中に加熱溶解した溶解アルミニウム１２０ｇを流し込んだ。なお、リング３は、ワイヤー４を介して図示しないモーターに接続されている。
【００９５】
そして、冷却して、図１の（ｂ）に示すように、溶解アルミニウム（ＡＤＣ−１２（ＪＩＳ））を固化アルミニウム５とし、図１の（ｃ）に示すように、固化アルミニウム５の上に９ｋｇの錘６を載置して、ワイヤー４を引っ張った。
【００９６】
１．焼付き
水性離型剤組成物の吹き付け時の温度を３５０℃、４００℃とし、実施例１〜１４及び比較例１〜５で得られた水性離型剤組成物を用いた場合において、焼付きの評価をした。焼付きの評価は、引っ張った後の固化アルミニウム５の離型層２との接触面に、焼付きがないものを「Ａ」、やや焼付きが認められるものを「Ｂ」、焼付きが認められるものを「Ｃ」とした。
【００９７】
２．鋳肌
水性離型剤組成物の吹き付け時の温度を３５０℃、４００℃とし、実施例１〜１４及び比較例１〜５で得られた水性離型剤組成物を用いた場合において、鋳肌の評価をした。鋳肌の評価は、引っ張った後の固化アルミニウム５の離型層２との接触面（鋳肌）が滑らかなものを「Ａ」、やや滑らかなものを「Ｂ」、粗いものを「Ｃ」とした。
【００９８】
３．金型へのシリカ付着性
水性離型剤組成物の吹き付け時の温度を３５０℃、４００℃とし、実施例１〜１４及び比較例１〜５で得られた水性離型剤組成物を用いた場合において、金型へのシリカ付着性の評価をした。シリカ付着性の評価は、引っ張った後の固化アルミニウム５の離型層２との接触面にシリカが認められないものを「Ａ」、ややシリカが認められるものを「Ｂ」、シリカがまとまって認められるものを「Ｃ」とした。
【００９９】
４．離型抵抗
水性離型剤組成物の吹き付け時の温度を３５０℃、４００℃とし、実施例１〜６及び比較例１〜５で得られた水性離型剤組成物を用いた場合において、ワイヤー４で固化アルミニウム５及び錘６引っ張ったときの力の量（ｋｇｆ／ｃｍ２）を測定した。なお、離型抵抗の値が小さいほど、離型性が優れることを意味する。
【０１００】
得られたそれぞれの結果及び総合評価を表１に示す。表中「−」は、離型性が極めて悪く、測定不能だったことを意味する。なお、総合評価は最も優れた効果を示す水性離型剤組成物を「Ａ」、優れた効果を示す水性離型剤組成物を「Ｂ」、効果が劣る水性離型剤組成物を「Ｃ」とした。
【０１０１】
〔表１〕
0005507420.tif 000002
【０１０２】
表１の結果から、実施例１〜１４の水性離型剤組成物は、比較例１〜５のものと比較して、焼付き、鋳肌、離型抵抗の全ての面において優れるものであった。
以上より、本発明の水性離型剤組成物によれば、コロイドシリカを有することにより、焼付きを防止でき、離型性を極めて向上させることができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の水性離型剤組成物は、ダイカスト鋳造の際の離型剤として用いられる。具体的には、ダイカスト金型に付与することにより、鋳物の離型性を向上させる離型剤として用いられる。かかる水性離型剤組成物によれば、離型性が向上し、焼付きも抑制できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・・鉄板
２・・・離型層
３・・・リング
４・・・ワイヤー
５・・・固化アルミニウム
６・・・錘
【図１】
0005507420.tif 000003