JP2010065133A - 金属成形加工用潤滑剤、それを塗布した金属加工材、及び金属成形加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高温の被塗物への塗装を行う際の付着性に優れ、金属成形加工を行う際に潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができる金属成形加工用潤滑剤、それを塗布した金属加工材、及び金属成形加工方法を提供すること。
【解決手段】ワックス０．１〜２０質量％、界面活性剤０．０１〜３質量％を含有し、残部がウレタン樹脂、分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂のうち１種以上からなる可溶型水性樹脂よりなる潤滑剤。ワックスは、融点が４５℃〜１１０℃であるカルナウバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスのうち１種又は２種以上からなる。界面活性剤は、パーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの１種又は２種以上からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属部材を成形加工する際に使用する潤滑剤、それを塗布した金属加工材、及び金属成形加工方法に関する。

近年、自動車部品等において、アルミニウム押出材あるいは抽伸材を用いたアルミニウム成形加工製品が採用されはじめている。アルミニウム押出材や抽伸材は、高精度の成形が可能であり、また得られる成形加工製品は軽量である。そのため、部品の軽量化と部品点数の削減によるコストダウンが可能となり、自動車部品等への適用が進行しつつある。

一般に、アルミニウム成形加工の良否は、アルミニウム押出材あるいは抽伸材が破断や座屈を起こさずに成形できるかどうか、加工部の肉厚分布の均一性や表面の擦り傷発生状況（カジリ発生状況）等により評価される。
したがって、アルミニウム押出材あるいは抽伸材の加工性に加えて、金型と接触する材料表面の潤滑特性が成形加工の重要な要素となる。

特に、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、アルミニウム合金）は、鋼に比較して一般的に延性が低いため、成形加工を行う場合にはより良好な潤滑特性が要求される。
高成形性については、アルミニウム合金成分及びプロセス条件の見直し等による、材料特性からの改善には限界がある。

そこで、アルミニウム成形加工に供する潤滑油の粘度の向上、油性を強くする、あるいは潤滑油量を増やすという方法がある。

特開２００２−３６３５９１号公報 特開２００３−０６２９２７号公報

しかしながら、潤滑油の粘度の向上や、油性を強めると、成形後の潤滑油の除去がし難くなる。その結果として、次工程での洗浄を強める必要があり、製造コストの増大や洗浄時間が長くなる等の問題が生じ、生産効率を悪化させる。
また、高温の被塗物への塗装を行う際には、沸騰膜を形成しやすくなり、潤滑油の塗布が困難になる等の問題がある。

また、アルミニウム押出材あるいは抽伸材をポリエチレンなどの樹脂フィルムで被覆し、潤滑特性を向上させる方法もあるが、成形に伴う変形によりフィルムの皺が金属管に転写されるという問題があり、加工後に表面に表面研磨工程を追加する等、生産効率を悪化するという問題がある。
このような問題は、アルミニウム合金に限らず、銅等の他の金属を成形加工する場合においても問題となる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性に優れ、金属成形加工を行う際に、潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができる金属成形加工用潤滑剤、それを塗布した金属加工材、及び金属成形加工方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、ワックスを０．１〜２０％（質量％、以下同様）含有し、界面活性剤を０．０１〜３％含有し、残部がウレタン樹脂、分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂のうち１種又は２種以上からなる可溶型水性樹脂よりなる潤滑剤であって、
上記ワックスは、融点が４５℃〜１１０℃であるカルナウバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスのうち１種又は２種以上からなり、
上記界面活性剤は、パーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの１種又は２種以上からなり、
アルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板に対する上記潤滑剤の１０ｖｏｌ％水溶液の接触角は、６０°以下であることを特徴とする金属成形加工用潤滑剤にある（請求項１）。

本発明の金属成形加工用潤滑剤は、例えば、押出しあるいは抽伸を行った金属加工材に成形加工を施す際には、上記金属加工材の外面に潤滑皮膜を形成するためのものである。
上記金属成形加工用潤滑剤は、特定の組成を有し、かつ、接触角つまり濡れ性を規定することにより、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性に優れ、金属成形加工を行う際に、潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができる。

上記金属加工用潤滑剤は、融点が４５℃〜１１０℃であるカルナウバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスのうち１種又は２種以上からなるワックスを０．１〜２０％含有する。これにより、高潤滑性を有することができる。そのため、これを用いて金属加工材に潤滑皮膜を形成すると、該材料表面に安定した高潤滑性を付与することができる。それ故、成形加工時には、優れた潤滑性で、破断、座屈、表面の疵等の不良を抑制することができ、歩留まりを向上することができる。

また、パーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの１種又は２種以上からなる界面活性剤を、０．０１〜３％含有することにより、上記金属成形加工用潤滑剤の表面張力を低下させることができ、高温の被塗物に対しても濡れ性を向上させることができる。そのため、沸騰膜が形成されにくく、溶媒の蒸発が促進されることで、高温の比塗物への上記潤滑剤の塗布が可能となる。

また、成形加工後に加工材表面に残存した潤滑剤と洗浄液とを接触させると、上記界面活性剤が上記洗浄液と乳化すると同時に、残存した潤滑剤も溶解し易くなる。そのため、上記潤滑剤を用いて金属材料の表面に形成された潤滑皮膜を除去する場合には、上述の界面活性剤の働きにより、上記金属材料から上記潤滑皮膜を容易に乳化分離することができ、容易に潤滑皮膜の除去を行うことができる。

また、残部がウレタン樹脂、分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂のうち１種又は２種以上からなる可溶型水性樹脂よりなる。

成形加工後に加工材表面に残存した潤滑剤と洗浄液とを接触させると、上記可溶型水性樹脂が良好な溶解性を有するため、ワックス成分が、樹脂と共に洗浄液中に分散する。そのため、上記潤滑剤を用いて金属材料の表面に形成された潤滑皮膜を除去する場合には、上述の可溶型水性樹脂の溶解性により、容易に脱脂、洗浄を行うことができ、容易に潤滑皮膜の除去を行うことができる。
また、洗浄液に溶解した樹脂やワックス等は上記界面活性剤によって乳化し、エマルションを形成する。その結果、洗浄液中に分散し、装置周辺への堆積を抑制することができる。

また、アルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板に対する上記潤滑剤の１０ｖｏｌ％水溶液の接触角は、６０°以下である。
上記金属成形加工用潤滑剤は、上述したように、特定の界面活性剤を所定量含有することにより、上記金属成形加工用潤滑剤の表面張力を低下させることができ、濡れ性を向上させることができる。そして、上記接触角で定める濡れ性を有することとすることにより、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性を確実に得ることができる。

このように、本発明によれば、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性に優れ、金属成形加工を行う際に、潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができる金属成形加工用潤滑剤を提供することができる。

次に、上記潤滑剤は、押出しあるいは抽伸を行った金属加工材の成形加工に適用可能であるが、その金属材料の形態としては、例えば管状等がある。そして、管状の金属材料に上記第１の発明の潤滑剤を予め潤滑皮膜として設けたものとして、次の発明がある。
第２の発明は、押出しあるいは抽伸を行った金属加工材の外面に、第１の発明の金属成形加工用潤滑剤を用いた、膜厚０．４〜１０００μｍの潤滑皮膜が形成されていることを特徴とする金属加工材にある（請求項２）。

上記金属加工材は、成形加工を行う場合には、上記潤滑皮膜が有する安定した高潤滑性により、破断、座屈、表面の疵等の不良を激減させることができ、歩止まりを向上することができる。また、成形加工を行った後、洗浄を行うと、上述したように、可溶型水性樹脂によるワックス成分の溶解、分散、あるいは界面活性剤による上記材料と上記ワックスの乳化分離が起こり、上記潤滑皮膜を除去する脱膜を容易に行うことができる。

そして、このように、上記材料表面は、優れた脱膜性を有する潤滑皮膜により高潤滑性を確保することができるため、別途潤滑剤を準備したり、その洗浄を行う必要がなく、低コスト化、環境改善の点で優れている。
また、上記成形加工品は、潤滑皮膜を除去した後には、レーザー加工、焼鈍を行うこともできる。

このように、本発明によれば、金属成形加工を行う際に、潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができる潤滑皮膜を有する金属加工材を提供することができる。

第３の発明は、第２の発明の金属加工材を成形加工した後に、潤滑皮膜を洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする金属成形加工方法にある（請求項６）。

本発明の成形加工方法は、上述の優れた金属加工材を用いる金属成形加工方法である。そのため、成型加工を行う際には、優れた潤滑性で上記金属加工材を所定の形状に成形することができ、上記洗浄工程においては、上記潤滑皮膜を上記成形加工品から除去する脱膜を容易に行うことができる。
このように、本発明の成形方法によれば、優れた潤滑性及び焼付き防止性能で、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防いで成形加工を行うことができると共に、成形加工後は、潤滑皮膜を容易に除去することができる。

第１の発明の金属成形加工用潤滑剤は、上述したように、融点が４５℃〜１１０℃であるカルナウバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスのうち１種又は２種以上からなるワックスを０．１〜２０％含有する。
上記ワックスの融点が４５℃未満の場合には、夏場気温が高くなると、ワックスが溶融するため、材料表面がべとつきハンドリングが悪くなり、また、潤滑性が低下するという問題があり、一方、上記ワックスの融点が１１０℃を上回る場合には、塗料作製が極めて困難であり、また、冬季に固まるので操業上の問題があり、また、脱脂性が低下するという問題がある。

また、上記ワックスは、少量でも含有していれば潤滑性向上効果を得ることができるため、含有量の下限値を０．１％とした。上記ワックスの含有量が０．１％未満の場合には、成形加工を行うための十分な潤滑性を得ることができず、成形加工の際に、材料の破断、座屈、疵を生じさせるおそれがある。一方、上記ワックスの含有量が２０％を超える場合には、油脂性物質が過剰となり、可溶型水性樹脂や界面活性剤による脱膜性が十分に得られず、成形加工後に洗浄液と接触させた際に、潤滑皮膜の除去を行うことが容易ではなくなるという問題がある。

また、パーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの１種又は２種以上からなる界面活性剤を０．０１〜３％含有する。
界面活性剤の含有量が０．０１％未満の場合は、上述の効果を十分に得ることができないおそれがある。上記潤滑剤は、金属材料に塗布する場合には、水溶液として用いられるが、界面活性剤の含有量が３％を超える場合には、水分が蒸発した後も半固体のような状態になり、良好な潤滑皮膜を形成できないおそれがある。
また、上記界面活性剤は、０．０３％以上含有することが好ましい。

また、残部がウレタン樹脂、分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂のうち１種又は２種以上からなる可溶型水性樹脂よりなる。
すなわち、可溶型水性樹脂を７７〜９９．８９％含有する。
上記可溶型水性樹脂としては、水に溶解するあるいは乳化分散するウレタン樹脂、及び分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂であれば多種のものを用いることができる。

可溶型水性樹脂の含有量が７７％未満の場合には、洗浄を行う際に、上述の可溶型水性樹脂の効果を十分に得ることができず、除去され難くなるという問題がある。一方、可溶型水性樹脂の含有量が９９．８９％を超える場合には、潤滑性が得られず、成形の際に、材料の破断、座屈、疵を生じさせるおそれがある。

アクリル樹脂の分子量が５０００未満の場合には、潤滑性を満足することができないおそれがあり、一方、アクリル樹脂の分子量が１０００００を超える場合には、除去され難くなるおそれがある。

上記アクリル樹脂は、主としてアクリル酸やメタクリル酸の誘導体を主成分とする樹脂であり、代表的なものは、アクリル酸、アクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル等の単独重合体、あるいは共重合体である。 上記アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル等が挙げられる。

上記メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル等が挙げられる。

なお、上記可溶型水性樹脂としてウレタン樹脂を用いる場合には、いかなる分子量であってもよい。
また、上記可溶型水性樹脂は、１種類を単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。

また、アルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板に対する上記潤滑剤の１０ｖｏｌ％水溶液の接触角は、６０°以下である。
上記接触角が６０°を超える場合には、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性が劣るおそれがある。
また、上記接触角は、角度が小さいほど好ましい。そして、上記接触角は、４０°以下であることがより好ましい。
なお、金属成形加工用潤滑剤は、使用時に１０ｖｏｌ％水溶液とする必要はなく、使用環境等を考慮して適当な濃度に調整して使用できることは言うまでもない。

また、上記金属成形加工用潤滑剤は、アルミニウム合金、鋼、銅等の成形加工に適用することができるが、より好ましくは、アルミニウム合金からなるアルミニウム合金管の成形加工に適用することが好ましい。
鋼管と比較して一般的に延性が低い上記アルミニウム合金管であっても、効果的に、優れた潤滑性及び焼付き防止性能を有し、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐことができる。

なお、本発明の金属成形加工用潤滑剤は、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性に優れるものであるが、低温の被塗物に対しても、優れた付着性を発揮することができる。

第２の発明の金属加工材は、上述したように、押出しあるいは抽伸を行った金属加工材の外面に、請求項１に記載の金属成形加工用潤滑剤を用いた、膜厚０．４〜１０００μｍの潤滑皮膜が形成されている。
上記潤滑皮膜の膜厚が０．４μｍ未満の場合には、金属加工材の表面粗さのために上記潤滑皮膜を均一に成形することができないという問題がある。一方、上記膜厚が１０００μｍを超える場合には、潤滑皮膜を除去し難くなるという問題があり、また、金型への樹脂粉やワックス成分の堆積が増加するという問題がある。

また、上記金属加工材の上記潤滑皮膜の表面には、油性剤、極圧剤、及び固形潤滑剤から選ばれる１種以上を含む潤滑剤が塗布されていることが好ましい（請求項３）。
上記潤滑皮膜は、このような潤滑剤を塗布していなくても高い潤滑性を発揮することができるが、この場合には、上記潤滑皮膜の潤滑性を更に向上することができ、極めて過酷な成形にも適用することができる。

上記油性剤としては、例えば、ポリオールエステル、油脂、脂肪酸エステル、高級アルコール、高級脂肪酸、及びαオレフィン等が挙げられる。
また、上記極圧剤としては、例えば、塩素系、硫黄系、及びリン酸系等が挙げられる。環境の観点から、上記極圧剤としては、硫黄系、リン酸系を用いることが好ましい。
上記固形潤滑剤としては、例えば、金属石鹸、及びグリース等が挙げられる。
また、使用環境に応じて、金属に影響を及ぼす油であればいかなるものを用いてもよい。

また、上記金属加工材と上記潤滑皮膜との間には、下地処理層が形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記金属加工材と上記潤滑皮膜との密着性が向上し、成形加工時の成形性をより高めることができると共に、疵防止効果を得ることができる。

上記下地処理層としては、例えば、リン酸クロメート、クロム酸クロメート等のクロム処理、また、クロム化合物以外のリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛等によるノンクロメート処理等の化学皮膜処理（化成処理）により得られる皮膜が挙げられる。
上記化学皮膜処理方法には、反応型及び塗布型等があるが、本発明においては、いずれの手法が採用されてもよい。

また、押出直後あるいは抽伸直後の材料温度が８０〜２００℃の状態で、上記潤滑剤の１〜５０ｖｏｌ％水溶液を、スプレー塗装により塗布し、材料の余熱で該水溶液中を乾燥させてなる潤滑皮膜が形成されていることが好ましい（請求項５）。
材料温度が８０℃未満の場合には、十分な乾燥ができず、潤滑皮膜が形成される前に、材料同士、又は装置構造物との接触等にすることにより、潤滑剤が剥離または不均一となるおそれがある。一方、材料温度が２００℃を超える場合には、媒体となっている水が沸騰膜を作ることにより、潤滑剤が付着せず、付着効率が低下するとともに、不均一となるおそれがある。

潤滑剤の水溶液が１ｖｏｌ％未満の場合には、乾燥前に流れ落ちてしまい付着量が不足し、潤滑不良の原因となる。一方、潤滑剤の水溶液が５０ｖｏｌ％超えの水溶液の場合には、粘度が高くなりスプレーが困難になるとともに、潤滑皮膜の膜厚が不均一となり十分な潤滑が得られない原因となる。

潤滑剤の塗布をスプレー塗装とする理由としては、押出後の高温物質へ、ロールや刷毛等で直接塗装をする場合は、ロールや刷毛の耐熱性が必要であること、また、様々な押出材の形状や寸法に対応するためには、非接触法での塗装が望ましいことがある。そして、非接触の塗装として、静電塗装方法も考えられるが、これは高価な設備が必要である。そのため、スプレー（一流体または二流体）塗装が最も安価で均一性が得られ、好ましい。

第３の発明の金属成形加工方法は、上述したように、第２の発明の金属加工材を成形加工した後に、潤滑皮膜を洗浄する洗浄工程を有する。
上記金属加工材の成形加工としては、例えば、抽伸加工、押出し加工、鍛造加工、プレス加工等が挙げられる。

上記洗浄工程において、上記潤滑皮膜を洗浄する方法としては、例えば、酸性、中性、アルカリ性等の洗浄液を用いて上記潤滑皮膜を除去する方法が挙げられる。
また、上記金属成形加工方法における上記洗浄工程は、ｐＨ５〜１２の水溶液に接触させることにより上記潤滑皮膜を上記金属加工材から除去することが好ましい（請求項７）。
この場合には、特に容易に上記潤滑皮膜を除去することができる。

上記水溶液がｐＨ５未満の場合には、上記潤滑皮膜を除去するのに必要な時間が長くなるおそれがある。一方、上記水溶液がｐＨ１２を超える場合には、上記潤滑皮膜が除去された後の金属管の表面が必要以上に溶解するおそれがある。

ｐＨ５〜１２のアルカリ水溶液に接触させて上記潤滑皮膜を除去する方法としては、例えば、上記成形加工品をｐＨ５〜１２の水溶液に浸漬した後、水洗いを行う方法等がある。

（実施例１）
本例は、本発明の実施例にかかる金属成型加工用潤滑剤、及びそれを塗布した金属加工材について説明するが、本発明はこれらの実施例によってのみ限定されるものではない。
本例では、本発明の実施例として１１種類の試料（試料Ｅ１〜試料Ｅ１１）を作製し、比較例として１０種類の試料（試料Ｃ１〜試料Ｃ１０）を作製し、それらの特性を評価した。

各試料を作製するに当たっては、まず、基材として、調質がＨ２４、厚さ２ｍｍの住友軽金属製Ａ１０５０アルミニウム板材（付着性、脱膜性評価用）と、調質がＯ、外形３０．６ｍｍ×肉厚１．５ｍｍ×長さ１７０ｍｍのＡＡ ７０２１よりなる押出材（成形性評価用）の２種類の基材を準備した。

そして、上記基材に、アセトンを用いて脱脂処理を施した。
次に、上記脱脂処理後の上記基材を８０℃に加熱し、該基材に対して、所定の金属成形加工用潤滑剤（１０ｖｏｌ％水溶液）を塗布し、１５０℃の温度で２分間乾燥することにより潤滑皮膜を形成し、各試料を得た。上記潤滑剤の塗布は、アルミニウム板材にはバーコート法、押出材にはスプレー法により行った。

上記金属成形加工用潤滑剤は、ワックス、界面活性剤、及び可溶型水性樹脂を用い、これらの種類・含有量を調整して作製した。表１及び表２に、各試料の潤滑皮膜の形成に用いた潤滑剤の組成、及び潤滑皮膜の膜厚を示す。
また、試料Ｅ１〜試料Ｅ１１、及び試料Ｃ１〜試料Ｃ１０の潤滑皮膜の形成に用いた金属成形加工用潤滑剤の１０ｖｏｌ％水溶液２μｌをアルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板上に滴下し、１０秒以内にＥＬＭＡ社製ゴニオメーターを用いて、上記水溶液の接触角を測定した。結果を表１に併せて示す。

表１より知られるごとく、実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ１１は、ワックスを０．１〜２０％含有し、界面活性剤を０．０１〜３％含有し、残部がウレタン樹脂、分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂のうち１種又は２種以上からなる可溶型水性樹脂よりなる潤滑剤からなる膜厚０．４〜１０００μｍの潤滑皮膜が形成されている。
上記ワックスは、融点が４５℃〜１１０℃であるカルナウバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスのうち１種又は２種以上からなる。
上記界面活性剤は、パーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの１種又は２種以上からなる。
アルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板に対する上記潤滑剤の１０ｖｏｌ％水溶液の接触角は、６０°以下である。

そして、各試料について、成形性及び脱膜性についての評価を実施した。結果を表３に示す。
＜成形性＞
成形性は、外径：幅３８０ｍｍ×奥行き２００ｍｍ×高さ２３５ｍｍ、内径寸法：内径３０．７ｍｍの金型を使用し、基材としてＡＡ ７０２１を用いて作製した試料に対して、内圧力：４０ＭＰａ、軸押し量：両サイド各４０ｍｍ（合計８０ｍｍ）、パンチ速度：５ｍｍ／ｓにて、成形加工を施し、図１に示す、母管部２（外径３０．６ｍｍ）と母管部２の中央に形成された隆起部３（外径３０．６ｍｍ）とからなる成形品１を成形した。
成形できる隆起部３の母管部２の管表面から頂点３５までの高さＨの評価を実施し、高さＨが５ｍｍ以上の場合を合格（評価○）、高さＨが５ｍｍ未満を不合格（評価×）とした。

＜脱膜性＞
脱膜性は、１００ｍｍ×５０ｍｍとしたアルミニウム板材を幅方向の中心で９０°に曲げ、マグネチックスターラーで攪拌したアルカリ溶液（水酸化ナトリウム水溶液、ｐＨ９．５、液温６０℃）中に２０秒間浸漬した後、水洗いを行い、乾燥後の潤滑皮膜残存の有無を目視にて確認し評価を行った。潤滑皮膜残存が確認されなかったものを合格（評価○）とし、潤滑皮膜残存が確認されたものを不合格（評価×）とした。

また、各試料の作製に用いた金属成形加工用潤滑剤の水溶液について、付着性の評価を実施した。結果を表３に併せて示す。
＜付着性＞ 付着性は、アルカリ洗浄したアルミニウム板材を３０℃、８０℃、２００℃、２５０℃に加熱し、アルミニウム板材に対して潤滑剤のスプレー塗装を０．１秒間行った後の外観および付着量により評価を行った。付着量は１ｇ／ｍ²を超えるものを良好とし、外観は均一なものを良好とした。これらの組み合わせにより、４段階評価（評価◎、○、△、×）とし、評価が◎、○、△の場合を合格とし、評価が×の場合を不合格とした。そして、付着性は、３０℃、８０℃、及び２００℃における評価が全て合格であるものを合格とし、３０℃、８０℃、及び２００℃における評価のいずれか１つでも不合格である場合には不合格とする。

表３より知られるごとく、試料Ｅ１〜試料Ｅ１１は、２００℃までの付着性、成形性、脱膜性のいずれの評価項目においても良好な結果を示した。
このように、本発明による潤滑剤は、低温だけでなく、高温の被塗物への塗装を行う際の付着性に優れ、金属成形加工を行う際に、潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができることが分かる。
また、界面活性剤を本発明の好ましい範囲で含有する試料Ｅ２〜試料Ｅ１１は、２５０℃における付着性も良好な結果を示した。

また、表３より知られるごとく、比較例としての試料Ｃ１は、ワックスの含有量が本発明の下限を下回るため、潤滑性が不足し、成形性が不合格であった。
また、比較例としての試料Ｃ２は、金属成形加工用潤滑剤におけるワックスの含有量が本発明の上限を上回るため、油脂性物質が過剰となり、可溶型水性樹脂や界面活性剤による脱膜性が十分に得られず、脱膜性が不合格であった。

また、比較例としての試料Ｃ３は、潤滑皮膜の膜厚が本発明の下限を下回るため、潤滑性が不足し、成形性が不合格であった。
また、比較例としての試料Ｃ４は、潤滑皮膜の膜厚が本発明の上限を上回るため、潤滑皮膜中に水溶液が浸透し難くなるという理由で、脱膜性が低く、不合格であった。

また、比較例としての試料Ｃ５は、金属成形加工用潤滑剤における界面活性剤の含有量が本発明の下限を下回るため、接触角を満足できず、付着性が不合格であった。
また、比較例としての試料Ｃ６は、金属成形加工用潤滑剤における界面活性剤の含有量が本発明の上限を上回るため、潤滑剤が半固体のような状態となり、潤滑皮膜を形成することができず、不合格であった。

また、比較例としての試料Ｃ７は、金属成形加工用潤滑剤に含有されるワックスの融点が本発明の上限を上回るため、脱膜性が低く、不合格であった。
また、比較例としての試料Ｃ８は、金属成形加工用潤滑剤に含有されるワックスの融点が本発明の下限を下回るため、潤滑性を満足することができず、成形性が不合格であった。

また、比較例としての試料Ｃ９は、金属成形加工用潤滑剤における可溶型水性樹脂の分子量が本発明の上限を上回るため、脱膜性が低く、不合格であった。
また、比較例としての試料Ｃ１０は、金属成形加工用潤滑剤における可溶型水性樹脂の分子量が本発明の下限を下回るため、潤滑性を満足することができず、成形性が不合格であった。

（実施例２）
本例では、上記実施例１において試料Ｅ４を作製する際に用いた金属成形加工用潤滑剤について、１ｖｏｌ％水溶液、及び５０ｖｏｌ％水溶液を用意し、表４に示す試料Ｅ１２、及び試料Ｅ１３を作製した。
各試料を作製するに当たっては、実施例１と同様に、基材として、調質がＨ２４、厚さ２ｍｍの住友軽金属製Ａ１０５０アルミニウム板材（付着性、脱膜性評価用）と、調質がＯ、外形３０．６ｍｍ×肉厚１．５ｍｍ×長さ１７０ｍｍのＡＡ ７０２１よりなる押出材（成形性評価用）の２種類の基材を準備した。
そして、上記基材に、アセトンを用いて脱脂処理を施した。

次に、上記脱脂処理後の上記基材を８０℃に加熱し、該基材に対して、上記実施例１において試料Ｅ４の作製に用いた金属成形加工用潤滑剤の１ｖｏｌ％水溶液、及び５０ｖｏｌ％水溶液をそれぞれ塗布し、１５０℃の温度で２分間乾燥することにより潤滑皮膜を形成し、各試料を得た。上記潤滑剤の塗布は、アルミニウム板材にはバーコート法、押出材にはスプレー法により行った。
表４に、各試料の潤滑皮膜の形成に用いた潤滑剤の組成、水溶液の濃度、及び潤滑皮膜の膜厚を示す。

また、金属成形加工用潤滑剤の１ｖｏｌ％水溶液２μｌ、及び５０ｖｏｌ％水溶液２μｌをアルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板上に滴下し、１０秒以内にＥＬＭＡ社製ゴニオメーターを用いて、上記水溶液の接触角を測定した。結果を表４に併せて示す。
上記実施例１において試料Ｅ４の作製に用いた金属成形加工用潤滑剤のアルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板に対する接触角は、１０ｖｏｌ％水溶液だけでなく、１ｖｏｌ％水溶液、及び５０ｖｏｌ％水溶液の場合も６０°以下である。

そして、得られた試料Ｅ１２、及び試料Ｅ１３について、実施例１と同様の方法で成形性及び脱膜性を評価し、また、用いた金属成形加工用潤滑剤の水溶液の付着性についての評価を実施した。結果を表５に示す。

表５より、本発明の金属成形加工用潤滑剤の１〜５０ｖｏｌ％水溶液は、低温だけでなく高温の被塗物への塗装時の付着性が優れていることがわかる。また、金属成形加工用潤滑剤の１〜５０ｖｏｌ％水溶液を塗布することにより形成された潤滑皮膜を有する金属加工材は、金属成形加工を行う際に潤滑性及び焼付き防止性能に優れ、加工時の破断、座屈、及び表面の疵を防ぐと共に、成形加工後は容易に除去することができることがわかる。

実施例１における、成形品を示す説明図。

符号の説明

１ 成形品
２ 母管部
３ 隆起部
３５ 頂点

Claims (7)

1. ワックスを０．１〜２０％（質量％、以下同様）含有し、界面活性剤を０．０１〜３％含有し、残部がウレタン樹脂、分子量５０００〜１０００００のアクリル樹脂のうち１種又は２種以上からなる可溶型水性樹脂よりなる潤滑剤であって、
   上記ワックスは、融点が４５℃〜１１０℃であるカルナウバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスのうち１種又は２種以上からなり、
   上記界面活性剤は、パーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの１種又は２種以上からなり、
   アルカリ洗浄で脱脂したアルミニウム板に対する上記潤滑剤の１０ｖｏｌ％水溶液の接触角は、６０°以下であることを特徴とする金属成形加工用潤滑剤。
2. 押出しあるいは抽伸を行った金属加工材の外面に、請求項１に記載の金属成形加工用潤滑剤を用いた、膜厚０．４〜１０００μｍの潤滑皮膜が形成されていることを特徴とする金属加工材。
3. 請求項２において、上記潤滑皮膜の表面には、油性剤、極圧剤、及び固形潤滑剤から選ばれる１種以上を含む潤滑剤が塗布されていることを特徴とする金属加工材。
4. 請求項２又は３において、上記金属加工材と上記潤滑皮膜との間には、下地処理層が形成されていることを特徴とする金属加工材。
5. 請求項２〜４のいずれか１項において、押出直後あるいは抽伸直後の材料温度が８０〜２００℃の状態で、上記潤滑剤の１〜５０ｖｏｌ％水溶液を、スプレー塗装により塗布し、材料の余熱で該水溶液中を乾燥させてなる潤滑皮膜が形成されていることを特徴とする金属加工材。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の金属加工材を成形加工した後に、潤滑皮膜を洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする金属成形加工方法。
7. 請求項６において、上記洗浄工程は、ｐＨ５〜１２の水溶液に接触させることにより上記潤滑皮膜を上記金属加工材から除去することを特徴とする金属成形加工方法。

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