(57)【要約】【課題】型離れ性と塗装密着性という相反する性質を高いレベルで両立させ、しかも通常の脱脂工程のみでも塗装密着性を確保できる粉末離型潤滑剤を提供する。【解決手段】有機化合物と黒鉛とのうち少なくとも一方を３０〜７０重量％の範囲で含み、無機両性化合物として水酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛のうち少なくとも一方を含み、上記無機両性化合物の平均粒子径を１〜３０μｍとする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物と黒鉛とのうち少なくとも一方を３０〜７０重量％の範囲で含む粉末離型剤において、無機両性化合物として水酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛のうち少なくとも一方を含み、前記無機両性化合物の平均粒子径が１〜３０μｍであることを特徴とする粉末離型剤。
【請求項２】
前記無機両性化合物の平均粒子径が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の粉末離型剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造品を金型から取り出し易くするために用いる粉末離型剤に係り、とくに、鋳造品の型離れ性と塗装密着性とを高いレベルで両立させたものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用アルミニウム製部品をダイカスト法やチクソキャスティング法により鋳造して得る場合には、従来より、鋳造品質を向上させることを目的として、有機化合物や珪素化合物（シリコーンオイルおよびタルク等）を主成分とする液体離型剤が金型に大量に塗布されてきた。しかしながら、表面積が１ｍ２を超える大物ダイカスト品を製造する際には、アルミニウム溶湯が離型剤を巻き込み、離型剤が鋳造品の表面に残存するという不具合があった。このため、鋳造品に塗装を施すにあたり、通常のアルカリ脱脂を施しても、鋳造品に固着した離型剤は全く除去されないのが現状であった。よって、液体離型剤の金型への塗布は、鋳造品の塗装密着不良を招く原因となっていた。この塗装密着不良を改善するためには、アルカリ脱脂工程の前に鋳造品を強酸や強アルカリで洗浄したり、鋳造品に機械研磨を施す必要があったため、作業性に関して大きな問題があった。
【０００３】
近年においては、離型剤塗布の作業性を向上させることを目的として、粉末離型剤の開発が盛んに行われている。例えば、離型剤基材と有機化合物とがともに粉末状または顆粒状の形態を有し、または離型剤基材に有機化合物が被覆された形態を有するダイカスト用粉末離型剤が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記特許文献１の構成に基づき、さらに、無機化合物として、硫黄化合物、弗化物、タルク、ホウ素化合物、リン化合物のうち、少なくとも１種を用いたダイカスト用粉末離型剤（特許文献２参照）、金型鋳造の作業において金型内面に吹付けて用いる金型鋳造用離型剤（特許文献３参照）、溶湯鍛造を含む高圧鋳造の作業において金型内面に吹付けて用いる高圧鋳造用離型剤（特許文献４参照）、および低圧鋳造の作業において金型内面に吹付けて用いる低圧鋳造用粉末離型剤（特許文献５参照）も提案されている。
【０００５】
さらに、良好な型離れ性と焼付き防止とを実現すべく、鋳造作業時の高温下で分解してガスを発生するガス発生離型潤滑成分からなる無機化合物ガスクッション型離型潤滑剤（特許文献６参照）、加熱により蒸発または分解して気体を発生する有機物粉体と無機物粉体との混合粉体からなる、安価でかつ離型潤滑性能に優れた金型鋳造用の粉体離型潤滑剤（特許文献７参照）、および溶融金属との接触により、熱分解して気体を発生する無機物粉体からなる金型鋳造用の粉体離型潤滑剤（特許文献８参照）も提案されている。
【０００６】
このような粉末離型剤の適用は、液体離型剤に比して塗布量を低減できるため、鋳造品の塗装密着性を向上させるには好適である。しかしながら、鋳造品の型離れ性と塗装密着性とは相反する性質である。上述した複数の発明は、全て鋳造性に主眼を置いているため、塗装密着性を十分に満足できるものではない。
【０００７】
【特許文献１】特公平６−９７３０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特公平７−５９３４３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特公平７−５９３４４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特公平７−５９３４５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特公平７−５９３４６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開２００１−１９８６４９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】特開２００１−３５３５５０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献８】特開２００２−９７４８１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、型離れ性と塗装密着性という相反する性質を高いレベルで両立させ、しかも通常の脱脂工程のみでも塗装密着性を確保することにより優れた作業性も実現可能な粉末離型潤滑剤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記型離れ性と塗装密着性とを高いレベルで両立させ、しかも通常の脱脂工程のみでも塗装密着性を確保することにより優れた作業性も実現可能な粉末離型潤滑剤について、鋭意、研究を重ねた。その結果、離型剤成分の好適化、および離型剤成分中の無機両性化合物の平均粒子径の好適化を図ることにより、上述した要求を全て満足することができるとの知見を得た。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
すなわち本発明の粉末離型剤は、有機化合物と黒鉛とのうち少なくとも一方を３０〜７０重量％の範囲で含み、無機両性化合物として水酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛のうち少なくとも一方を含み、上記無機両性化合物の平均粒子径が１〜３０μｍであることを特徴としている。ここで、無機両性化合物とは、酸にもアルカリにも塩を形成しながら溶解する無機化合物をいう。すなわち、素材表面に残存した場合でもアルカリ脱脂や酸洗により容易に除去することが可能な化合物を意味する。
【００１１】
このような粉末離型剤においては、上記無機両性化合物の平均粒子径が１〜１０μｍであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、粉末離型剤の成分の好適化を図っている。すなわち、鋳造品の塗装性能を向上させる観点から、本発明の粉末離型剤には、無機両性化合物として水酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛のうち少なくとも一方が含有されている。水酸化アルミニウムは、鋳造時にガス化によって素材表面に残存しなくなるため、塗装密着性を阻害せず、好適である。また、酸化亜鉛は、化成皮膜成分である燐酸亜鉛と同成分であるため、化成性や耐食性に影響を及ぼすことがない。また、酸化亜鉛上にも化成皮膜が形成されると推測されるので、塗装密着性を阻害せず、好適である。
【００１３】
また、本発明では、無機両性化合物の平均粒子径の好適化を図っている。すなわち、本発明の粉末離型剤においては、無機両性化合物の平均粒子径を１〜３０μｍとしている。このように無機両性化合物の平均粒子径を１μｍ以上としていることから、離型剤が金型に十分に付着し、鋳造品の優れた離型性を実現することができる。また、平均粒子径を３０μｍ以下としていることから、離型剤皮膜の優れた保温性を実現することができ、鋳造品の湯廻り性が良好となる。すなわち、本発明の離型剤では、濃度の低い無機物と気体（有機化合物蒸気、水酸化アルミニウム蒸気、および空気等）とからなる混合層が形成されるために、保温性が好適となり、良好な湯廻り性が実現される。この混合層は、均一に付着した無機物によって気体が薄く閉じ込められたものであり、これにより、無機物によって気体がピン止めされた状態となる（特許文献７参照）。したがって、無機物と気体とからなる混合層を形成するためには、無機物の粒子を緻密に存在させる必要がある。無機物の粒子が粗大である場合には、気体が無機物と混合層を形成できず、保温性が低下する。なお、平均粒子径が１０μｍ以下の場合には、さらに鋳造品の湯廻り性は良好となる。
【００１４】
さらに、本発明の粉末離型剤を使用して鋳造品を得る場合には、通常の脱脂工程のみによって鋳造品の優れた塗装密着性を確保することができるため、作業性が良好となり、結果的に安価に製品を得ることができる。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。
表１に示す主成分、無機両性化合物の平均粒子径、および配合比の粉末離型剤（製造例１〜１６）を使用し、自動車用アルミニウム製部品を鋳造した。その後、鋳造品の塗装工程では、鋳造品に、アルカリ脱脂、水洗、表面調整、化成処理、水洗、純水洗および電着塗装を順次施した。ここで、薬剤として、上記アルカリ脱脂では日本ペイント製のＳＤ２８０を使用し、上記表面調整では日本ペイント製の５Ｎ−１０を使用し、上記化成処理では日本ペイント製のＳＤ６８００ＨＭを使用し、上記電着塗装では日本ペイント製のＰＮ１５０を使用した。各製造例の離型剤の主成分、無機両性化合物の平均粒子径、および配合比を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
このような塗装工程終了後、製造例１〜１６の各離型剤を使用して得た鋳造品について、鋳造性、塗装密着性および耐食性のそれぞれについて調査した。鋳造性については、湯廻り性（金型形状再現性に代表される鋳造品の外観品質）と型離れ性（鋳造型開き後の金型からの鋳物の取り出し易さ）とについて調査した。これらの結果を表１に併記する。湯廻り性および型離れ性の評価基準は、鋳造品質が良好でかつ金型温度管理幅や射出速度等の鋳造条件管理幅が広い場合は◎、鋳造品質が良好である場合は○、鋳造品質は基準を満たすが、鋳造条件の管理幅が狭い場合は△、鋳造性が悪く、実用的でない場合は×とした。
【００１８】
また、塗装密着性については、各製造例の粉末離型剤を使用して得た鋳造品の試験片を塗装し、その後４０℃の純水に浸漬し、２４０時間後に取り出し、予め定めた碁盤目（１ｍｍピッチのさいの目）の所定領域の剥離を調査するテープ剥離試験を実施した。なお、塗装密着性については、表面積０．５ｍ２のアルミニウム（ＡＤＣ１２）ダイカスト部品の小物と、表面積２ｍ２のアルミニウムダイカスト部品の大物との両方について調査した。これらの評価基準は、剥離がない場合には○、剥離がある場合には×とした。
【００１９】
さらに、耐食性については、３５℃の５％ＮａＣｌ塩水を使用して塩水噴霧を４８０時間行い、噴霧後におけるクロスカットからの塗膜膨れを調査した。この評価基準は、表１に示すように、塗膜膨れ幅が２ｍｍ以内であれば○、２ｍｍ以上であれば×とした。なお、図１中、ＳＳＴとは、塩水噴霧試験を意味する。
【００２０】
表１から明らかなように、製造例１〜５の粉末離型剤を使用した場合は、いずれも、鋳造性、塗装密着性および耐食性について、優れた結果を示すことが判る。この理由は、製造例１〜５の粉末離型剤は、無機両性化合物として水酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛のうち少なくとも一方を含み、しかも無機両性化合物の平均粒子径が１〜３０μｍだからである。
【００２１】
これに対し、製造例６〜９の粉末離型剤は、その主成分が水酸化アルミニウムまたは酸化亜鉛ではないため、離型剤成分が鋳造品の素材表面に残存する。このため、優れた塗装密着性が得られない。製造例１０〜１３は、無機両性化合物の平均粒子径が１〜３０μｍではないため、鋳造性のとくに湯廻り性について優れた結果が得られておらず、また、塗装密着性についても概して優れた結果が得られていない。製造例１４，１５は、本発明の前提である、有機化合物と黒鉛とのうち少なくとも一方を３０〜７０重量％の範囲で含むことを満足していないため、優れた塗装密着性が得られず、鋳造性と塗装密着性との好適なバランスが得られない。製造例１６は、主成分にタルクを用いた従来から汎用的に用いられている離型剤であるが、これについても、優れた塗装密着性が得られず、鋳造性と塗装密着性との好適なバランスが得られない。
【００２２】
次に、塗装密着性を阻害するのは、主に、Ｃ（有機化合物もしくはカーボン）、またはＳｉ（シリコーンオイル、タルク等）であるため、ＣとＳｉについて分析する必要がある。すなわち、図１は、製造例１６の粉末離型剤を使用して得た鋳造品をアルカリ脱脂した後の素材表面におけるＳｉのＥＰＭＡ分析結果を示す図である。同図中、赤い部分ほどＳｉ濃度が高く、黒部分ほどその濃度は低い。同図に示すように、製造例１６の粉末離型剤を使用した場合には、アルカリ脱脂後においても部分的にＳｉが素材表面に固着していることが判る。このため、塗装密着性については、優れた結果が得られない。なお、製造例１６の粉末離型剤については、ＳｉＯのみが主成分であるため、Ｃの分析は省略し、Ｓｉの分析のみを行った。
【００２３】
図２は、製造例１６の粉末離型剤を使用して得た試験片に耐水試験を施した後に、テープ剥離試験を行った試験片の表面写真である。同図中、０／１００とあるのは、試験片表面に１ｍｍピッチのさいの目を作成し、そのうちの１００個のマス目のうち、１００個のマス目から塗装が剥がれたことを示す。すなわち、製造例１６の粉末離型剤を使用して得た試験片では、全てのマス目の塗装が剥がれたことが判る。
【００２４】
これに対し、図３は、製造例２の粉末離型剤を使用して得た鋳造品をアルカリ脱脂する前の素材表面の表面元素のＥＰＭＡ分析結果を示す図であり、（ａ）はＣについて、（ｂ）はＳｉについての結果である。これらの図中、黒い部分ほど各元素の濃度が低い。このように、製造例２の粉末離型剤を使用した場合には、アルカリ脱脂前であっても、ＣやＳｉが素材表面にほとんど固着していないことが判る。このため、塗装密着性については、優れた結果が得られる。なお、製造例２の粉末離型剤については、主成分にＣとＳｉの両方を含むため、これらの双方の分析を行った。
【００２５】
また、図４は、製造例２の粉末離型剤を使用して得た試験片に耐水試験を施した後に、テープ剥離試験を行った試験片の表面写真である。同図中、１００／１００とあるのは、１ｍｍピッチのさいの目を作成し、そのうちの１００個のマス目のうち、全てのマス目の塗装が剥がれなかったことを示す。すなわち、製造例２の離型剤を使用して得た試験片では、１個のマス目の塗装も剥がれていないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上に示したとおり、本発明の粉末離型剤は、鋳造品の型離れ性と塗装密着性という相反する性質を高いレベルで両立させることができるだけでなく、通常の塗装ラインプロセスに含まれる脱脂工程のみで除去でき。このため、本発明の離型剤を使用した場合には、離型剤除去工程を別途導入する必要がなく、各種素材（鉄、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム展伸材およびアルミニウム押出材）と同時に表面処理・塗装を施すことが可能であり、従来に比して作業性を著しく向上させることができる。よって、本発明の粉末離型剤は、型離れ性と塗装密着性という相反する性質がともに高いレベルで要請され、しかも優れた作業性も要請されている金型鋳造作業に適用することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】製造例１６の粉末離型剤を使用して得た鋳造品をアルカリ脱脂した後の素材表面におけるＳｉのＥＰＭＡ分析結果を示す図である。
【図２】製造例１６の粉末離型剤を使用して得た試験片に耐水試験を施した後に、テープ剥離試験を行った試験片の表面写真である。
【図３】製造例２の粉末離型剤を使用して得た鋳造品をアルカリ脱脂する前の素材表面の表面元素のＥＰＭＡ分析結果を示す図であり、（ａ）はＣについて、（ｂ）はＳｉについての結果である。
【図４】製造例２の粉末離型剤を使用して得た試験片に耐水試験を施した後に、テープ剥離試験を行った試験片の表面写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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