JP2005225726A - 離型剤 - Google Patents
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
【課題】水性分散体にして、離型性が十分であり、塗膜硬度が大きく、しかも塗膜の除去作業が容易な離型剤を提供する。
【解決手段】窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩を含む水性分散体からなることを特徴とする離型剤。この場合において、窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の構成比率が、窒化硼素１００質量部あたり、アルミナ５０〜２００質量部、サイアロン２０〜８０質量部、及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩が５０〜３００質量部であり、水の含有率が５０〜８５質量％であることが好ましい。更には、ＪＩＳ−Ｋ５４００の「鉛筆引っかき値」が６Ｈ以上の塗膜を形成できるものであることが好ましい。
【選択図】 なし
【解決手段】窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩を含む水性分散体からなることを特徴とする離型剤。この場合において、窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の構成比率が、窒化硼素１００質量部あたり、アルミナ５０〜２００質量部、サイアロン２０〜８０質量部、及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩が５０〜３００質量部であり、水の含有率が５０〜８５質量％であることが好ましい。更には、ＪＩＳ−Ｋ５４００の「鉛筆引っかき値」が６Ｈ以上の塗膜を形成できるものであることが好ましい。
【選択図】 なし
Description
本発明は、離型剤、特にガラス成型に好適な離型剤に関する。
窒化硼素（以下、「ＢＮ」ともいう。）粉末は、その良熱伝導性、低熱膨張性、溶融金属や溶融ガラスに濡れ難い耐食性等の性質を利用し、ガラス成型、アルミダイキャストの離型剤に用いられている。離型剤の媒体としては、非水系の非極性溶媒又は水が用いられているが、環境、人体への配慮から近年は水が主流となってきている。しかし、ＢＮ粉末は疎水性が強いので水性分散体とするには多種の添加剤と処理工程が必要であった（特許文献１）。
特開平７−２０４４９２号公報
また、離型剤の塗布は、通常、刷毛又はスプレーによって行われるが、その際、多くの場合、塗膜が被成型物に付着するのでその除去作業が必要である。しかし、この除去作業は、離型剤の構成成分数に比例して困難となる。更には、例えばガラス成型のようにプレス成形を伴う場合には、その応力によって塗膜が剥離することが多く、その都度塗布作業が必要となり、はなはだ作業効率が悪かった。
このように、従来のＢＮ粉末を含む水性分散体からなる離型剤は、離型性が十分でないか、塗膜硬度が小さいか、又は塗膜の除去作業が困難であるかのいずれか又は両方であった。
本発明の目的は、水性分散体にして、離型性が十分であり、塗膜硬度が大きく、しかも塗膜の除去作業が容易な離型剤を提供することである。
すなわち、本発明は、窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩を含む水性分散体からなることを特徴とする離型剤である。この場合において、窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の構成比率が、窒化硼素１００質量部あたり、アルミナ５０〜２００質量部、サイアロン２０〜８０質量部、及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩が５０〜３００質量部であり、水の含有率が５０〜８５質量％であることが好ましい。更には、ＪＩＳ−Ｋ５４００の「鉛筆引っかき値」が６Ｈ以上の塗膜を形成できるものであることが好ましい。
特に好ましくは、上記離型剤において、窒化硼素が平均粒径１〜２０μｍ、黒鉛化指数２．０以下の粉末、アルミナがアルミナゾル、サイアロンが組成式Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ（但し、１．５＜Ｚ＜４．２）で表される粉末、アルミン酸塩及び／又はケイ酸塩がそれらのナトリウム塩で構成されていることである。本発明の離型剤は、ガラス成型用離型剤として好適である。
本発明の離型剤によれば、上記目的を達成することができる。すなわち、水性分散体であるので環境に優しく、離型性が十分かつ塗膜硬度が大きいので成型毎の塗布作業が必ずしも必要でなくなり、また被成型物からの塗膜除去も容易であるので作業効率が向上する。
本発明で用いられるＢＮ粉末には、何ら制約はなく、普通に入手できるもので十分であるが、平均粒径が１〜２０μｍ、特に２〜７μｍであることが好ましい。中でも、黒鉛化指数（ＧＩ）が２．０以下、特に１．２以下であるものが特に好ましい。平均粒径が１μｍよりも著しく小さいか、又はＧＩが２．０よりも著しく大きくなると離型性が悪化する。また、平均粒径が２０μｍよりも著しく粗大であると被成型物、特にガラス成型物に付着し易くなり、その除去作業に多くの手間が必要となる。
本発明の離型剤においては、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の各成分はバインダーとして機能する。本発明においては、これらの３成分を併用することによって、初めて所期の目的を達成することができる。
すなわち、アルミナ成分は、特に塗膜が被成型物に付着するのを軽減させる機能を示し、これがないと離型直後の被成型物には約３μｍ以上の塗膜が付着する。アルミナ成分はアルミナゾルで供給されていることが特に好ましい。アルミナの割合は、ＢＮ１００質量部に対し、５０〜２００質量部であることが好ましい。
サイアロン成分は、特に塗膜硬度向上成分として機能し、これがないとＪＩＳ−Ｋ５４００の「鉛筆引っかき値」が６Ｈ以上の塗膜を形成できない。本発明で用いられるサイアロンには何ら制約はないが、組成式Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ（但し１．５＜Ｚ＜４．２）で表されるものが特に好ましい。平均粒径については１〜２０μｍ、特に１〜５μｍであることが好ましい。また、サイアロンの割合は、ＢＮ１００質量部に対し、２０〜８０質量部であることが好ましい。
アルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の成分は、特に塗膜形成及び塗膜硬度向上成分として機能し、これがないと高硬度塗膜を形成させることができない。本発明で用いられるアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩を例示すると、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸カルシウム、アルミン酸バリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ジルコニウムであり、これらの一種又は二種以上が使用される。中でも、アルミン酸ナトリウム及び／又はケイ酸ナトリウムが好ましい。アルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の割合は、ＢＮ１００質量部に対し、５０〜３００質量部であることが好ましい。
上記３成分からなるバインダーの合計割合は、ＢＮ１００質量部に対し、１００〜５００質量部、特に２００〜３５０質量部であることが好ましい。バインダー成分が１００質量部よりも著しく少ないと、離型直後の被成型物には約３μｍ以上の塗膜が付着し、しかもＪＩＳ−Ｋ５４００の「鉛筆引っかき値」が６Ｈ未満となる。また、５００質量部よりも著しく多量では塗膜にひび割れが生じる恐れがある。
本発明の離型剤は、窒化硼素とバインダーを水に分散させることによって製造することができる。これにはボールミル、振動ミル、アトライターミル等の混合機が用いられる。本発明の離型剤中の水の含有率には制約はないが、５０〜８５質量％、特に６０〜８０質量％であることが好ましい。離型剤を塗布するには、スプレーガン等を使用したスプレー塗布、刷毛塗り、ディッピングなどを採用することができる。
実施例１〜５ 比較例１〜３
ＢＮ粉末（電気化学工業社製商品名「デンカボロンナイトライドＨＧＰグレード」、平均粒径５μｍ、黒鉛化指数１．２）、アルミナゾル水溶液（日産化学工業社製商品名「アルミナゾル５２０」）、サイアロン粉末、アルミン酸ナトリウム（関東化学社製、試薬１級グレード）、ケイ酸ナトリウム（日本化学工業社製商品名「Ｊ珪酸ソーダ１号」）及び純水を表１に示す割合で配合し、アトライターミルを用い、１時間混合して離型剤を製造した。その（１）離型性、（２）塗膜付着性、（３）塗膜硬度を測定した。それらの結果を表１に示す。
ＢＮ粉末（電気化学工業社製商品名「デンカボロンナイトライドＨＧＰグレード」、平均粒径５μｍ、黒鉛化指数１．２）、アルミナゾル水溶液（日産化学工業社製商品名「アルミナゾル５２０」）、サイアロン粉末、アルミン酸ナトリウム（関東化学社製、試薬１級グレード）、ケイ酸ナトリウム（日本化学工業社製商品名「Ｊ珪酸ソーダ１号」）及び純水を表１に示す割合で配合し、アトライターミルを用い、１時間混合して離型剤を製造した。その（１）離型性、（２）塗膜付着性、（３）塗膜硬度を測定した。それらの結果を表１に示す。
なお、サイアロン粉末としては、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ケイ素粉末の所定量を混合し、温度１７５０℃、圧力１５ＭＰａでホットプレス焼結した後、ジョークラッシャーで粗砕、更にボールミルにて微粉砕し、１０６μｍ篩いで篩ったもの（組成式Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ（Ｚ＝３））を用いた。
（１）離型性
離型剤を厚み約２０μｍになるようにステンレス板に塗布し、１００℃、１時間乾燥させた。この塗膜上に軟化点約７００℃のガラス（旭製作所製「ルッキングガラス」）を乗せ、塗膜を８００℃、１時間加熱した。冷却後、ガラスの塗膜からの離型性を評価した。
○：塗膜からガラスを容易に外すことができる
×：ガラスが塗膜に付着し外すことが困難である
（２）塗膜付着性
離型剤を厚み約２０μｍにステンレス板に塗布・乾燥して得られた塗膜上に、軟化点約７００℃のガラス（旭製作所製商品名「ルッキングガラス」）を置き、７００℃、１時間加熱した後冷却し、ガラスに付着した塗膜厚みを測定した。
（３）塗膜硬度
上記と同様にして得られた塗膜のＪＩＳ Ｋ−５４００「鉛筆引っかき値」による硬度を測定した。
離型剤を厚み約２０μｍになるようにステンレス板に塗布し、１００℃、１時間乾燥させた。この塗膜上に軟化点約７００℃のガラス（旭製作所製「ルッキングガラス」）を乗せ、塗膜を８００℃、１時間加熱した。冷却後、ガラスの塗膜からの離型性を評価した。
○：塗膜からガラスを容易に外すことができる
×：ガラスが塗膜に付着し外すことが困難である
（２）塗膜付着性
離型剤を厚み約２０μｍにステンレス板に塗布・乾燥して得られた塗膜上に、軟化点約７００℃のガラス（旭製作所製商品名「ルッキングガラス」）を置き、７００℃、１時間加熱した後冷却し、ガラスに付着した塗膜厚みを測定した。
（３）塗膜硬度
上記と同様にして得られた塗膜のＪＩＳ Ｋ−５４００「鉛筆引っかき値」による硬度を測定した。
本発明の離型剤は、各種成型体を製造する際の離型剤として用いられるが、特にガラス成型などのようにプレス成型を伴う離型剤として好適である。
Claims (5)
- 窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩を含む水性分散体からなることを特徴とする離型剤。
- 窒化硼素、アルミナ、サイアロン及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩の構成比率が、窒化硼素１００質量部あたり、アルミナ５０〜２００質量部、サイアロン２０〜８０質量部、及びアルミン酸塩及び／又はケイ酸塩が５０〜３００質量部であり、水の含有率が５０〜８５質量％であること特徴とする請求項１記載の離型剤。
- ＪＩＳ−Ｋ５４００の「鉛筆引っかき値」が６Ｈ以上の塗膜を形成できるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の離型剤。
- 窒化硼素が平均粒径１〜２０μｍ、黒鉛化指数２．０以下の粉末、アルミナがアルミナゾル、サイアロンが組成式Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ（但し、１．５＜Ｚ＜４．２）で表される粉末、アルミン酸塩及び／又はケイ酸塩がそれらのナトリウム塩であることを特徴とする請求項３記載の離型剤。
- ガラス成型用離型剤であることを特徴とする請求項４記載の離型剤。
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