(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を含む温間・熱間領域でのアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物。
（Ａ）親水性ポリエステル樹脂
（Ｂ）ポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩
（Ｃ）カルボン酸のアルカリ金属塩
（Ｄ）水
【請求項２】
更に（Ｅ）ワックスを含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
親水性ポリエステル樹脂が、ナフタレン構造又はビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂である請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項４】
親水性ポリエステル樹脂が、ビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂である請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
親水性ポリエステル樹脂が親水性の官能基として、カルボキシル基のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、スルホニル基のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩の少なくとも１種を有するポリエステル樹脂である請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】
親水性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜２００℃である請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項７】
親水性ポリエステル樹脂のＴｇが４０〜１１０℃である請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
親水性ポリエステル樹脂が、Ｔｇが４０〜１１０℃であるビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂である請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項９】
（Ａ）を０．０１〜１０重量％、（Ｂ）を０．０１〜１０重量％、（Ｃ）を０．０１〜２０重量％、（Ｄ）を残部、からなる請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
（Ａ）を０．０１〜１０重量％、（Ｂ）を０．０１〜１０重量％、（Ｃ）を０．０１〜２０重量％、（Ｅ）を０．０１〜１０重量％、（Ｄ）を残部、からなる請求項２に記載の組成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の組成物を用いるアルミホイールのスピニング加工用潤滑剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤に関する。更に詳しくは、アルミ塑性加工、すなわち鍛造、押し出し、圧延、プレス、伸線、スピニング加工のような回転成形等の温間又は熱間領域における潤滑性及び離型性が目的であり、黒鉛系潤滑剤の代替として使用する非黒鉛系潤滑剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料の塑性加工を行う際の潤滑剤には、通常、油分散もしくは水分散状の黒鉛が使用されている。前者は、鉱物油に極圧添加剤やワックス類を配合した組成物に黒鉛を分散させた潤滑剤であるが、温熱間で使用した時に油による発煙や引火の恐れがあり、安全性や作業環境及び健康上において大きな問題がある。後者は、水に極圧添加剤を添加し、黒鉛を分散させた潤滑剤であり、油系に比べると発煙や引火の恐れもなく、潤滑性能も良好であるが、黒鉛を使用する限り、作業者及び作業環境を黒く汚染し、健康上も問題が残る。
そこで、これらの作業環境の問題点を解決するために、黒鉛を使用しない塑性加工用潤滑剤の開発が試みられている。例えば、（ａ）特定の粒径分布を有するセルロース樹脂、アクリル樹脂等の樹脂粉末、（ｂ）イソフタル酸とアジピン酸のアルカリ金属塩、（ｃ）カルボキシメチルセルロース等の水溶性高分子化合物を含有し、残部が水からなる熱間塑性加工用水溶性潤滑剤が知られている（特許文献１）。
しかしながら、特許文献１では（ａ）の樹脂としてポリエステル樹脂を使用した実施例がなく、明細書でも単にポリエステル樹脂とあるだけで親水性か疎水性かの記載もない。また実施例で加工される金属素材は全てＳ４５ＣやＳ３５Ｃ等の鉄素材である。
更に、冷間塑性加工用潤滑剤として、特許文献２〜４などが知られている。これらの冷間塑性加工用潤滑剤においては、高温の金型へのスプレー塗布、その後に続くアルミ材料の温間・熱間塑性加工の過酷な環境下においては、潤滑剤の耐熱性不足により金型への付着量の低下や潤滑被膜の強度不足という課題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ５３４８６７２
【特許文献２】ＪＰ２０１２−１７７０００Ａ
【特許文献３】ＪＰ５５４９９５７Ｂ１
【特許文献４】ＪＰ２００６−３３５８３８Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、アルミ材料の温間・熱間塑性加工の過酷な環境下においても、黒鉛系潤滑剤と同等以上の潤滑性が発現し、更に金型へのアルミ溶着が引き金となって発生する離型性不良においても改善できるアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物を提供することにある。
本発明者は、黒鉛系潤滑剤の代替として非黒鉛系潤滑剤を開発する中で、従来の非黒鉛系潤滑剤が有する諸課題を解消するために研究を重ねた。その結果、液安定性を考慮し水に均一分散できる親水性の官能基を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以上の親水性ポリエステル樹脂、特に好ましくは耐熱性及び被膜硬さを向上できる剛直なナフタレン構造又はビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂を潤滑及び離型成分とするに至った。また、更なる潤滑成分としてカルボン酸のアルカリ金属塩と必要に応じてワックスを含有し、且つ、耐熱性の高いバインダー成分としてポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩を含有し、これらを水に溶解又は分散してなるアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物に至った。その性能としては、黒鉛系潤滑剤と同等以上の潤滑性が発現し、更に金型へのアルミ溶着も改善できることを見出した。また、従来の非黒鉛系潤滑剤と比較しても極めて優れた潤滑性を発現すると共に、金型に対するアルミ溶着も改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、下記の発明に係る。
１．（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を含む温間・熱間領域でのアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物。
（Ａ）親水性ポリエステル樹脂
（Ｂ）ポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩
（Ｃ）カルボン酸のアルカリ金属塩
（Ｄ）水
２．更に（Ｅ）ワックスを含有する１に記載の組成物。
３．前記親水性ポリエステル樹脂が、ナフタレン構造又はビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂である１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
４．前記親水性ポリエステル樹脂が親水性の官能基として、カルボキシル基のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、スルホニル基のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩の少なくとも１種を有するポリエステル樹脂である１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
５．親水性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜２００℃である１に記載の組成物。
６．親水性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が４０〜１１０℃である５に記載の組成物。
７．（Ａ）を０．０１〜１０重量％、（Ｂ）を０．０１〜１０重量％、（Ｃ）を０．０１〜２０重量％、（Ｄ）を残部、からなる１に記載の組成物。
８．（Ａ）を０．０１〜１０重量％、（Ｂ）を０．０１〜１０重量％、（Ｃ）を０．０１〜２０重量％、（Ｅ）を０．０１〜１０重量％、（Ｄ）を残部、からなる２に記載の組成物。
９．上記１〜８のいずれかに記載のアルミホイールのスピニング加工用潤滑剤組成物。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤は、アルミ材料の温間・熱間塑性加工の過酷な環境下においても、黒鉛系潤滑剤と同等以上の潤滑性が発現し、更に金型へのアルミ溶着が引き金となって発生する離型性不良が改善できる。したがって、本発明は産業上の利用価値が極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の水溶性塑性加工用潤滑剤の各成分について以下に詳しく説明する。
（Ａ）親水性ポリエステル樹脂
本発明のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物に使用されるポリエステル樹脂（Ａ）は、樹脂の沈降・堆積を抑制するための液安定性を考慮し、水に均一分散できる親水性の官能基をポリエステル主鎖に導入されているものが好ましい。親水性の官能基としては、カルボキシル基のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、スルホニル基のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。これらの官能基は１種単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。
また、本発明の親水性ポリエステル樹脂（Ａ）は、アルミ材料の温間・熱間塑性加工の過酷な環境下で、潤滑性と離型性を両立させるために含有される。そのために選ばれる親水性ポリエステル樹脂としては、組成中で親水性基によって均一に水分散し、高温の金型上で乾燥した際には熱分解し付着量が低下することなく、強固（強靭）な硬い被膜を形成できることが重要となる。その性質を有する親水性ポリエステル樹脂としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以上、好ましくは０℃以上、特に好ましくは２０℃以上、更に好ましくは４０℃以上である。またＴｇは２００℃以下、好ましくは１８０℃以下、特に好ましくは１５０℃以下、更に好ましくは１１０℃以下である。−２０〜２００℃、更に、２０〜１８０℃、４０〜１５０℃、４０〜１１０℃が好ましい。
中でも、更に好ましくは剛直なナフタレン構造又はビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂である。そのような構造を有するものは、耐熱性に優れ、強固で硬い潤滑被膜を形成できるため、温間・熱間領域において金型及びアルミ材料間で追随し金属接触を抑制でき、潤滑性と離型性を両立できる。特にビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂配合系は、低濃度で摩擦係数０．１４未満の高い潤滑性を安定して得ることができ、特に好ましい。
親水性ポリエステル樹脂（Ａ）としては、特に限定はされないが、通常、０．１万〜１００万程度、好ましくは０．１〜１０万の重量平均分子量を有しているものが良い。
（Ｂ）ポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩
本発明において使用されるポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩（Ｂ）は、水に溶解した後、増粘し、親水性ポリエステル樹脂の分散を助けると共に、高温の金型上にスプレー塗布する際には、潤滑成分である親水性ポリエステル樹脂、カルボン酸のアルカリ金属塩及びワックスの付着効率を向上させ、温間・熱間塑性加工の過酷な環境下でも耐熱性のある均質で強固な硬い被膜を形成するためのバインダー成分として機能する。
ポリマレイン酸系樹脂の具体例としては、例えば、イソブチレン・無水マレイン酸共重合物、スチレン・無水マレイン酸共重合物、メチルビニルエーテル・無水マレイン酸共重合物、α−メチルスチレン・無水マレイン酸共重合物等が挙げられる。アルカリ金属としては、例えばナトリウムやカリウムが挙げられる。具体的には水酸化ナトリウムや水酸化カリウムによって塩を形成させ、水溶性化される。更に、これらのポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩（Ｂ）は、単独で用いても、２種以上組み合わせても良い。
特に一般的なバインダー成分として、カルボキシメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロースがしばしば用いられるが、３００℃の環境下でヒドロキシセルロースの残存率は約５０％で、イソブチレン無水マレイン酸のナトリウム塩の残存率は約９４％であり、ポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩よりも著しく耐熱性が弱く、これとは区別されるものである。
（Ｃ）カルボン酸のアルカリ金属塩
本発明において使用されるカルボン酸のアルカリ金属塩（Ｃ）は、アルミ材料の温間・熱間塑性加工の過酷な環境下で潤滑性とくに潤滑被膜の追随性を更に向上させるためのものである。スプレー塗布後の潤滑被膜としては、バインダー成分であるポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩中に、親水性ポリエステル樹脂とカルボン酸のアルカリ金属塩の結晶が重なり合った集合体として金型表面に存在すると考えられる。これは、耐熱性のある均質で強固な硬い被膜を形成する。この金型表面に形成された潤滑皮膜にアルミ材料を押し当てて塑性変形を起こし得るだけの面圧を加えると、個々の組織同士が界面にて横ズレすることで追随性が向上し、潤滑被膜切れを抑制しているものと考えられる。これは黒鉛結晶の劈開に似た現象であり、優れた潤滑性及び離型性が得られる。
カルボン酸の具体例としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の飽和カルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物、４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸、１−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸、シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物等の不飽和カルボン酸、安息香酸、サリチル酸、無水フタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。アルカリ金属としては、例えばナトリウムやカリウムが挙げられる。具体的には水酸化ナトリウムや水酸化カリウムによって塩を形成させ、水溶性化される。更に、これらの成分（Ｃ）は単独で用いても、２種以上組み合わせても良い。
（Ｄ）水
水（Ｄ）としては、イオン交換水もしくは純水等の精製水が好ましい。
（Ｅ）ワックス
本発明のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物に使用されるワックス（Ｅ）は、塑性加工時の加工温度がその融点以上になることによって溶融し、金型とアルミ材料間の摩擦を軽減させるためのものである。スプレー塗布後の潤滑被膜としては、バインダー成分であるポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩中に、親水性ポリエステル樹脂とカルボン酸のアルカリ金属塩の結晶とワックスが重なり合った集合体として金属表面に存在すると考えられる。そして、組織同士が界面にて横ズレを促進することで追随性を向上させ、潤滑被膜切れを抑制しているものと考えている。そのため、融点が０〜２００℃、好ましくは４０〜１６０℃程度の天然ワックスや合成ワックスからなる群より選ばれる１種又は２種以上のワックスを組み合わせて用いるのが好ましい。
ワックス（Ｅ）の具体例としては、例えば、天然ワックスとしての牛脂、豚脂等の水添硬化ロウ、ラノリン、ミツロウ、鯨ロウ、パラフィンワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ヌカロウ、キャンデリラワックス等、また合成ワックスとしてポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。ワックス（Ｅ）は、本発明組成物の必須成分ではないが、上記摩擦軽減の観点から、水に対してディスパージョンやエマルジョンの状態で分散されたものを１種又は２種以上組み合わせることで、本発明の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物に含有させることが好ましい。
本発明のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物の製造方法は、特に限定されず（Ａ）〜（Ｄ）の４成分、又は（Ａ）〜（Ｅ）の５成分を例えば以下の手順で配合、混合すれば良い。好ましくは例えば、水にアルカリ金属塩を加えて溶液とした後、４０〜１００℃で加熱撹拌しながらポリマレイン酸系樹脂（Ｂ）を加えて中和反応により溶解させる。ポリマレイン酸系樹脂が溶解後、更にアルカリ金属塩を加えて溶液とし、４０〜１００℃で加熱撹拌しながらカルボン酸を加えて中和反応により溶解させる。その水溶液を常温に冷却後、親水性ポリエステル樹脂（Ａ）を加えて撹拌し溶液とする。次いで、ワックス（Ｅ）も任意に加えることができる。アルカリ金属塩としては、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが挙げられる。
本発明において（Ａ）〜（Ｄ）の４成分を使用するときは、（Ａ）を０．０１〜１０重量％、（Ｂ）を０．０１〜１０重量％、（Ｃ）を０．０１〜２０重量％、（Ｄ）を残部とするのが好ましい。更に、（Ａ）を０．０１〜５重量％、（Ｂ）を０．０１〜５重量％、（Ｃ）を０．０１〜１５重量％、（Ｄ）を残部とするのがより好ましい。特に（Ａ）を０．１〜２重量％、（Ｂ）を０．１〜２重量％、（Ｃ）を０．１〜１０重量％、（Ｄ）を残部とするのが好ましい。
更に、（Ｅ）成分を使用するときは、（Ａ）を０．０１〜１０重量％、（Ｂ）を０．０１〜１０重量％、（Ｃ）を０．０１〜２０重量％、（Ｅ）を０．０１〜１０重量％、（Ｄ）を残部とするのが好ましい。更に、（Ａ）を０．０１〜５重量％、（Ｂ）を０．０１〜５重量％、（Ｃ）を０．０１〜１５重量％、（Ｅ）を０．０１〜５重量％、（Ｄ）を残部とするのがより好ましい。特に（Ａ）を０．１〜２重量％、（Ｂ）を０．１〜２重量％、（Ｃ）を０．１〜１０重量％、（Ｅ）を０．１〜２重量％、（Ｄ）を残部とするのがより好ましい。
本発明のアルミ材料は、例えば自動車・二輪用部品、電機用部品、航空機用部品に用いられる。
本発明において、温間・熱間塑性加工のアルミ材料の温間領域とは２００〜３５０℃、熱間領域とは３５０〜４５０℃を示す。
本発明において例えば、自動車用アルミホイールのスピニング加工を行う場合には、熱したマンドレル（金型）に本発明の潤滑剤をスプレー塗布し、続いて、マンドレルに熱したアルミホイールを設置し、アルミホイールのリム部分に対してもスプレー塗布し、その後、アルミホイールのリム部分に対して、スピニング加工を施して、目的の成形性（寸法精度）及び離型性を得ることができる。
【実施例】
【０００８】
以下、本発明を実施例、比較例に基づいて具体的に説明するが何らこれらに限定されるものではない。
実施例１〜１１及び比較例１〜６
水にＮａＯＨを加えて溶液とした後、８０℃で加熱撹拌しながらポリマレイン酸系樹脂を加えて中和反応により溶解させる。ポリマレイン酸系樹脂が溶解後、更にＮａＯＨを加えて溶液とし、８０℃で加熱撹拌しながらカルボン酸を加えて中和反応により溶解させる。その水溶液を常温に冷却後、親水性ポリエステル樹脂を加えて撹拌し溶液とする。次いで、ワックスを任意に加えて混合する。このようにして、表に記載の配合量の実施例及び比較例のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物を調製した。
表１〜５において、各表中の配合量の数値は、固形分の重量％を示す。
比較例１として、黒鉛系潤滑剤を含有した組成を調製し、比較用に用いた。
比較例２として、特許文献２で含有されているポリエステル樹脂を含有した組成を調製し、比較用に用いた。
比較例３として、特許文献２で含有されているポリエステル樹脂を含有し、かつ、無機酸のアルカリ金属塩及びワックスも含有した。更に、特許文献２の成分量も合わせた組成を調製し、比較用に用いた。
比較例４として、実施例９のポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩を含有していない組成を調製し、比較用に用いた。
比較例５として、実施例９のカルボン酸のアルカリ金属塩を含有していない組成を調製し、比較用に用いた。
比較例６において、実施例９のポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩をヒドロキシエチルセルロースに代替した組成を調製し、比較用に用いた。
表において、（Ａ）の親水性ポリエステル樹脂は、以下に示すものを用いた。
（Ａ−１）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系ポリエステル水系分散液
分子量：３０００
親水性基：−ＣＯＯＮＨ４
Ｔｇ：５２℃
（Ａ−２）ＰＥＴ系ポリエステル水系分散液
分子量：２００００
親水性基：−ＳＯ３Ｎａ
Ｔｇ：７７℃
（Ａ−３）ＰＥＴ系ポリエステル水系分散液
分子量：１５０００
親水性基：−ＳＯ３Ｎａ
Ｔｇ：２０℃
（Ａ−４）ＰＥＴ系ポリエステル水系分散液
分子量：１５０００
親水性基：−ＳＯ３Ｎａ
Ｔｇ：−２０℃
（Ａ−５）  ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）系ポリエステル水系分散液
分子量：２６０００
親水性基：−ＳＯ３Ｎａ
Ｔｇ：４０℃
（Ａ−６）ＰＥＮ系ポリエステル水系分散液
分子量：２６０００
親水性基：−ＳＯ３Ｎａ
Ｔｇ：１１０℃
（Ａ−７）ＰＥＮ系ポリエステル水系分散液
分子量：２８０００
親水性基：−ＳＯ３Ｎａが（Ａ−６）より少ない
Ｔｇ：１１０℃
（Ａ−８）ビスフェノールＡ系ポリエステル水系分散液
（カルボン酸／ビスフェノールＡ系）
分子量：４０００
親水性基：−ＣＯＯＨ／アミン
Ｔｇ：６０℃
（Ａ−９）ビスフェノールＡ系ポリエステル水系分散液
分子量：５０００
カルボン酸部分が（Ａ−８）とは異なる。
親水性基：−ＣＯＯＨ／アミン
Ｔｇ：７２℃
（Ａ−１０）ビスフェノールＡ系ポリエステル水系分散液
分子量：４５００
カルボン酸部分が（Ａ−８）や（Ａ−９）とは異なる。
親水性基：−ＣＯＯＨ／アミン
Ｔｇ：６５℃
（Ａ−１１）ポリエステルポリオール
分子量：不明
親水性基：なし
Ｔｇ：−３６℃
表において、（Ｂ）のポリマレイン酸系樹脂のナトリウム塩は以下に示すものを用いた。
（Ｂ−１）イソブチレン無水マレイン酸のナトリウム塩
表において、（Ｃ）のカルボン酸のアルカリ金属塩は以下に示すものを用いた。
（Ｃ−１）アジピン酸二ナトリウム
（Ｃ−２）イソフタル酸二ナトリウム
表において、（Ｅ）のワックスは以下に示すものを用いた。
（Ｅ−１）パラフィンワックス
表において、（Ｆ）のセルロース系ポリマーは以下に示すものを用いた。
（Ｆ−１）ヒドロキシエチルセルロース
表において、（Ｇ）の無機酸のアルカリ金属塩は以下に示すものを用いた。
（Ｇ−１）ピロリン酸ナトリウム
表において、（Ｈ）の市版品黒鉛系潤滑剤は以下に示すものを用いた。
（Ｈ−１）黒鉛系潤滑剤
スプレー被膜硬さ
実施例及び比較例のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物を３００℃に加熱した鉄製金型に対して、スプレー圧０．３ＭＰａ、スプレー距離３００ｍｍ、４ｃｃ／１０ｓｅｃの条件にてスプレー塗布した。スプレー塗布後、金型温度を常温に戻し、金型に付着した被膜を布で擦った時の被膜の剥がれ具合により被膜硬さを判定した。１０回擦り、容易に金型の下地が見えるものについては『×  柔』、１０回擦っても被膜が容易に剥がれ落ちないものについては『○  硬』とした。
潤滑性試験
リング圧縮試験により摩擦係数を測定した。予め上記スプレー条件にて、実施例及び比較例のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物を鉄製金型にスプレー塗布した。その金型を１００ｔプレスにセットした。次いで、アルミリング（材質：Ａ５０５２、形状：φ５４×φ２７×１８ｍｍ）を電気炉にて３５０℃に加熱し、上下金型間に置きプレスした。圧縮率と内径変形により摩擦係数を算出した。
金型へのアルミ溶着有無
リング圧縮試験後、金型表面のアルミ溶着具合を外観にて評価した。アルミ溶着が見られるものは『×  有』、アルミ溶着が見られないものは『○  無』とした。
【表１】
0005906559.tif 000002
【表２】
0005906559.tif 000003
【表３】
0005906559.tif 000004
【表４】
0005906559.tif 000005
特許文献２に用いられているガラス転移温度（Ｔｇ）が−３６℃と低い比較例２〜３の親水性ポリエステル樹脂配合系は、スプレー被膜硬さ、摩擦係数、金型へのアルミ溶着のすべてにおいて比較例１の黒鉛系潤滑剤より劣る結果となった。
実施例１〜１１の親水性ポリエステル樹脂配合系は、比較例１の黒鉛系潤滑剤と同等以上の潤滑性が得られた。中でも、実施例５〜１１のナフタレン構造又はビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂配合系は、実施例１〜４のテレフタル酸系ポリエステル樹脂よりも低濃度で摩擦係数０．１４未満の高い潤滑性が得られる結果となった。特に実施例９〜１１のビスフェノール構造を有する親水性ポリエステル樹脂配合系は、低濃度で摩擦係数０．１４未満の高い潤滑性を安定して得ることができ、特に好ましい。
実施例１〜１１のリング圧縮試験後、アルミリングの金型への張り付き及びアルミ溶着も無く良好な離型性が得られた。これは、スプレー被膜は硬く、耐熱性に優れるため、金型及びアルミ材料間で追随し金属接触を抑制できたためと考えられる。
比較例４のポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩が含有されていない場合、比較例５のカルボン酸のアルカリ金属塩が含有されていない場合、比較例６のポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩の代わりにセルロース系ポリマーを含有した場合、いずれもスプレー被膜硬さ、摩擦係数、金型へのアルミ溶着のすべてにおいて比較例１の黒鉛系潤滑剤より劣る結果となった。このことから、（Ａ）親水性ポリエステル樹脂、（Ｂ）ポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩、（Ｃ）カルボン酸のアルカリ金属塩、（Ｄ）水は必須成分である結果となった。
実施例２及び実施例９のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤について、スピニング加工機を用いて実機での性能評価を行った。熱したマンドレル（金型）に一定量の潤滑剤をスプレー塗布した。続いて、マンドレルに熱した自動車用アルミホイールを設置し、アルミホイールのリム部分に対してもスプレー塗布した。その後、アルミホイールのリム部分に対して、スピニング加工を施した。１４〜２０インチのアルミホイール累計３２００本加工した結果、成形性（寸法精度）、離型性共に良好な結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明のアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物は、温間・熱間塑性加工の過酷な環境下においても、従来の黒鉛系潤滑剤と同等以上の潤滑性及び離型性を有しており、アルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤として好適に利用できる。
【要約】
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び任意に（Ｅ）の成分を含む温間・熱間領域でのアルミ材料の水溶性塑性加工用潤滑剤組成物。
（Ａ）親水性ポリエステル樹脂
（Ｂ）ポリマレイン酸系樹脂のアルカリ金属塩
（Ｃ）カルボン酸のアルカリ金属塩
（Ｄ）水
（Ｅ）ワックス